摘要：本文介绍了可控高抗的分类，详细介绍了目前超高压变电站和特高压变电站中主要应用的磁控式可控高抗和分级式可控高抗的原理，并对变电站中可控高抗的选型进行了分析，力求为今后变电站设计提供参考
关键词：可控高抗，磁控式，分级式
0 引言
超高压和特高压交流输电线路充电功率很大，需要配置固定高抗进行补偿。按限制过电压的要求来配置固定高抗，就会产生限制过电压与无功调节之间的矛盾：重载运行时无功负担大，调压能力差，导致运行电压偏低，输送能力下降，网损增加，进而影响系统稳定性和经济性。
为解决这个矛盾，可以采用可控高抗的方案。可控高抗可以通过灵活调节输出容量，解决限制过电压与无功调节之间的矛盾，优化无功分布，降低网损，提高输送能力，改善系统暂态稳定性。
1 可控高抗的分列与原理
目前在国内、外应用的可控高抗主要是磁控型可控高抗和高阻抗变压器型可控高抗，高阻抗变压器型可控高抗又包括分级式和晶闸管控制变压器（TCT）式两种。其中TCT式目前仅有低压产品，国内投运的可控高抗主要有磁控式和分级投切式2种。
1.1磁控式可控高抗
磁控式可控高抗分为两种，一种为裂心式，另外一种磁阀式两种。磁控式可控高抗的技术起源于前苏联，目前在我国已有多个站投运，如荆州500kV磁控式可控高抗、鱼卡750kV磁控式可控高抗。
其中裂心式需要额外的直流电源（整流得来，可以有自励和他励两种方式），磁阀式是通过晶闸管的适当配置，将其整流（相当于另一种自励），本质上都是一种特种变压器。
裂心式可控高抗的主接线如下图所示：
目前，国内已投运的磁控型可控高抗均为裂心式可控高抗，磁阀式可控高抗在前苏联有过应用业绩。
下面简述一下磁控型可控高抗的原理，其电感值可以有下式计算得出：
从上式可以看出，在线性调节区和饱和区，二者的磁导率是完全不一样的，L与μ值成正相关，随着逐渐步入饱和区，tgα逐渐变大，相应的μ值逐渐变小，通过调整磁导率μ，可以有效的调节副边的电抗值，进而调整折算到一次侧的电抗，进而调节输出的无功。
1.2分级式可控高抗
分级式可控高抗原理简单、运行可靠，目前在我国已有多个站投运，国内已有多个站投运，如忻州分级式可控高抗，敦煌750kV分级式可控高抗，徐州1000kV分级式可控高抗，鱼卡750kV分级式可控高抗。
国内一般均采用分3级的方式，下图为分级式可控高抗的接线图：
其具体工作原理为：通过右侧的晶闸管与断路器配合，短接右侧回路，进而产生4种（不短接为1种）副边的电抗，折算到原边后电抗器发生变化。右侧断路器回路的电抗器为辅助电抗器，用来提供使晶闸管导通的压降。
2可控高抗的选型分析
根据对厂家的调研结果，对于超/特高压变电站，二者的投资和占地基本相当，选择何种可控高抗更适合当地的网架便成为困扰设计的一大问题之一，下文中重点根据两种可控高抗的原理，阐述其特点，进而分析其应用场合。
磁控式可控高抗的原理相对分级式更为复杂，副边通入的直流需要额外的电源，而且利用饱和区调整磁导率会产生谐波，需要额外的滤波器，由于有重新建立磁场的过程，其相应速度也略慢；但其最大的优势可以实现输出容量的连续平滑调节。
由于可控高抗主要解决重载情况下的无功调节问题，其对相应时间的要求不是很严格，而且谐波问题也可通过滤波器进行治理。
对于风电集中送出系统的交流长线路中间的开关站，其无功变化频繁，且不易预测，磁控式变电站比较适合此类工程。
值得注意的是，鱼卡750kV变电站既有磁控式可控高抗，也有分级式可控高抗，根据调研结果，对于当地运行人员而言，季节性或日负荷特性特性不是很明显，操作磁控式的可控高抗可以准确的得到想要调节的电抗值，调节无功更为方便。
分级式可控高抗1）原理简单、运行可靠；2）检修方便，可实现带电检修；3）通过电力电子器件进行投切，其响应速度更快，为10ms左右；4）谐波污染小；5）最大的缺点是仅能实现容量分级调节。
分级式可控高抗适合应用于潮流变化剧烈但具有季节性或日负荷特性特点的超/特高压输电系统开关站或变电站。对于该类变电站，可以根据其负荷特性合理配置副边的电抗值，进而在无谐波污染、不需外部电源的情况下快速达到控制无功的需求。
3结论
本文介绍了可控高抗的分类，详细介绍了目前超高压变电站和特高压变电站中主要应用的磁控式可控高抗和分级式可控高抗的原理，并对变电站中可控高抗的选型进行了分析，给出了推荐性的意见。
参考文献：
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[3] 刘洋. 超_特高压TCT式可控并联电抗器结构及仿真研究[J]. 智能电网，2014，2（12）：37-39.
作者简介：
姜海博（1987.2.8），男，博士，高级工程师，主要研究方向为变电电气；单位：电力规划设计总院；
运志涛（1976.8.3），男，硕士，高级工程师，主要研究方向为变电电气；单位：电力规划设计总院；
论文作者:姜海博,运志涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/23
标签：可控论文; 高抗论文; 变电站论文; 电抗论文; 过电压论文; 原理论文; 两种论文; 《电力设备》2017年第16期论文;