变压器式可控电抗器在线状态的控制方案江渝，林泽科，刘和平，郑群英（重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点的逆变器。根据电抗器的工作原理可知8，根据原边电流（或原边电压，以下选择原边电压）的状态，通过控制副边电流实现对电抗器的控制，因此和/2存在如下关系）为控制量的模；zs为控制量的角度；=N，/N2为变压器原、副边绕组的匝数比；/2为实际副边电流。

　　根据和式实际副边电流源/2的等效电阻为式（2）中Rq消耗的能量即为电流源所吸收的能量，忽略开关损耗时，该能量也是逆变器直流侧电容储能加的能量；反之亦然。因此根据一个工频周期内兄消耗的能量就能有效地确定在该周期内电容电压的变化量AUc：其中/2为副边基波电流有效值；T为工频周期，Uco为该周期初始时刻的电容电压。

　　工频周期内电容储能的能量保持不变，电容电压保持稳定；当兀0，在一个工频周期内电容储能的能量加，电容电压上升；当3n/SC2n时，Rq<0，在一个工频周期内电容储能的能量减少，电容电压下降。

　　由此可见，通过控制副边电流滞后原边电压的角度，能有效地控制电抗器逆变桥直流侧的电压。

　　1.2电抗器基波等效电抗值在线监测的原理当变压器工作在电抗器状态时，其原边等效电阻远小于其原边等效电抗，忽略电阻影响时，其原边基波等效电抗X与其原边电流/i和原边电压U1的关系为因此，原边基波电压的幅值与原边基波电流幅值之比为电抗器的电抗值。然而在电抗器的原边电压（或电流）中却包含谐波分量，此时原边电压U1可表示为将式（5）两边同时分别乘以sinwt和coswt，可得：利用低通滤波器提取中的Uo较小，Un（n>2）将随n的加而减小，而U1较大。因此将开关S置于S1，在不控制电容电压的情况下模拟电抗器的运行情况，如（c）所示。根据（c），如果不控制逆变器直流侧的电容电压，电容电压将持续下降，比较终将无法有效地控制副边绕组电流，使原边电压、电流畸变严重，电抗器性能变差，甚至无法正常工作。

　　将开关S再次置于S2，并将给定电抗值设置为150，对系统重新进行仿真分析。在2s时刻，系统己完全进入稳定状态，此时将电抗给定值由150改为300模拟电抗器的调节对系统运行的影响。为电抗器调整前、后系统运行的仿真波形。根据（b），电抗器在调节过程中，电容电压uc有较小的波动，但经过短暂的调整后（大约0.8s）电容电压将再次完全进入稳定状态。系统再次进入稳定状态后，电抗器的原边等效阻抗为（8.522+299.868）U它再次有效地跟踪了给定。

　　保持开关S与S2闭合，将电抗器的给定值仍然设置为150，再次对系统重新进行仿真分析。在2s时刻，系统己完全进入稳定状态，此时将电容电压给定值‘由21⑴变为2500其他参数保持不变，其仿真结果如所示。根据，改变电容给定将能够有效地改变电容电压，在经过大约1s后进入了一个新的稳定状态，电容电压的调节过程3结语变压器式可控电抗器由于其优越的性能而被广泛研究和应用。它通过控制副边绕组电流从而实现对电抗器的控制。但是有效控制副边绕组电流的前提条件是逆变器直流侧电压必须满足相应的要求。然而，就目前采用的控制方案中不仅对电抗器本体参数的依赖较大，而且没有考虑逆变桥直流侧电容电压的控制。针对上述问题，采用了提取电抗器原边绕组电压、电流的基波分量，从而在线监测当前状态下电抗器的电抗值，通过比较给定电抗值和当前状态下电抗器的电抗值，确定副边绕组电流的幅值；根据给定的电容电压值和电容电压的实际值的差以及原边基波电压分量的相位共同确定副边绕组电流的相位。该控制方案不仅能够在不依赖电抗器本体参数的情况下有效地控制电抗器，同时还能够有效地控制逆变桥直流侧的电容电压，为变压器式电抗器的高性能运行提供了条件。通过仿真实验验证了方案的正确性和可行性。