1引言

　　近年，隨著負載的多樣化和引入太陽光發(fā)電、風力分散發(fā)電等電源，電力系統(tǒng)，特別是配電系統(tǒng)，用傳統(tǒng)的電壓控制方法已越來越難以應(yīng)付。

　　電力系統(tǒng)的電壓控制，以前是通過抽頭轉(zhuǎn)換變壓器的階躍式，調(diào)壓器等機械式接點進行的。但是，由于抽頭轉(zhuǎn)換需要時間，電壓控制只限于階躍式變壓，最近，引入了快速并能連續(xù)控制電壓的晶閘管調(diào)壓器(TVR)、靜態(tài)無功功率補償器(SVC)，靜態(tài)無功功率發(fā)生器(SVG)等移相設(shè)備。

　　本文介紹開發(fā)的磁通控制型(MFC)變壓器，采用新的磁通控制技術(shù)，除了有以前的變壓器功能外，還有可快速和連續(xù)控制輸出電壓和滯后無功功率的功能。而且，主電路中同用半導(dǎo)體元件，只用銅鐵材料，因此結(jié)構(gòu)簡單，非常堅實，可靠性高。

　　本文簡要介結(jié)磁通控制型(MFC)變壓器的工作原理和基本特性，論證三相原理的原型和試制的單相和三相樣品的控制特性。

　　2磁通控制型變壓器的結(jié)構(gòu)

　　圖1表示開發(fā)的磁通控制型變壓器的基本結(jié)構(gòu)：和通常變壓器一樣的初級線圈N1和次級線圈N2構(gòu)成的磁路中，將磁路一部分分成兩個分路，每個分路上分別繞上串聯(lián)的控制圈Nc1和Nc2，與控制電路相連。控制線圈串聯(lián)，使由主磁通產(chǎn)生的感應(yīng)電壓互相抵消，不進行控制時，控制電路中不感生電壓。

　　如果控制線圈中通以直流控制電流，就可使控制磁通在分成兩個分路的磁路中形成環(huán)流。由于交流主磁通和控制磁通共用分支磁路，主線圈的磁阻因控制磁通環(huán)流而產(chǎn)生變化。即交流主磁通受直流控制電流的控制，主線圈電感產(chǎn)生變化，因此，除通常的變壓器功能外，還可以高速而且連續(xù)的控制輸出電壓和滯后的無功功率。

　　圖2表示磁通控制型變壓器的等效電路。不控制時的磁通控制型變壓器的等效電路與通常變壓器相同。在通直流控制電流時，勵磁電抗和漏電抗受控制電流的控制，隨著勵磁電流的增大，輸出電壓受漏電抗的影響而產(chǎn)生變化。

　　為了論證三相原理和檢驗基本特性，制作了三相磁通控制型變壓器原型，并進行特性評估。

　　圖3表示論證三相原理的磁通控制型變壓器的線圈結(jié)構(gòu)。額定容量為2kVA，額定輸入、輸出電壓各為200V。由于初級線圈、次級線圈的控制線圈的位置不同，控制時的磁阻變化而產(chǎn)生的漏磁通，對次級線圈的影響也有所不同。電壓控制和無功功率控制特性也會發(fā)生變化。因此，按下面設(shè)定初次級線圈的配置，以便進行線圈配置的影響評估：

　　B型線圈配置：初次級線圈的磁耦合強。

　　圖4表示圖3所示的線圈配置的空載電壓控制特性，可確認電壓控制特性因線圈配置而有差別。

　　A型線圈配置，初級線圈和次級線圈的位置偏移，漏磁通對次級線圈的影響大，電壓變化大。

　　B型線圈配置，初級線圈和次級線圈重疊繞制，漏磁通對次級線圈的影響小，電壓幾乎不變。

　　也就是電壓控制幅度大的線圈配置方式，是初次級線圈移位等磁耦合弱的配置方式。但是，磁耦合弱的線圈配置，在不控制時的漏電抗大，阻抗的百分比(一般以額定阻抗為百分之百)也大，因此，在研制原型時，對線圈配置決定的電壓控制幅度和阻抗的百分比的設(shè)定是很重要的。

　　4單相試制樣品的結(jié)構(gòu)和控制特性

　　根據(jù)論證三相原理磁通控制型變壓器原型的基本特性檢測結(jié)果，試制了單相30kVA磁通控制型變壓器，以便對它做詳細驗證。