超導可控電抗器研究方法分析

朱紅亮

隨著電網系統電壓的不斷提升，系統無功缺額及電壓失穩等問題加劇[1]。電抗器作為重要的無功補償裝，可以有效改善供電質量。但傳統電抗器難以實現無功的連續平滑調節，且無功容量小，諧波干擾大，不能有效解決高壓電網的無功缺額問題[2]。超導可控電抗器具有占空比低、質量輕、成本低、諧波小、阻燃率高等優點，能夠有效提升電網系統的穩定性。

1 電抗器原理分類

可控電抗器根據原理不同，主要分為：機械式電抗器、晶閘管式電抗器、磁控式電抗器、超導電抗器4類[3]（圖1）。

機械式電抗器通過機抽頭、內部氣隙等方式，實現電感變化，進而進行電抗調節，要求機械傳動裝置精密度高，存在調節不連續、噪聲大，響應速度慢的缺點[4]。晶閘管控制電抗器通過控制晶閘管的導通時間，可以有效控制電抗連續變化，但是存在結構復雜、造價高昂、諧波引入的缺點。磁控式電抗器通過直流偏磁改變磁密飽和程度，實現電抗的可控調節，存在響應速度不顯著的缺點[5]。超導電抗器采用超導材料替代傳統導體材料，基于其超導態零電阻特性，可以顯著降低電抗器焦耳熱能耗，有效提升空間占比。

2 超導電抗器研究情況

高溫超導繞組具有載流密度高、體積小、損耗低等優點，超導可控電抗器在解決高壓電網的無功補償問題上，具有很好的應用前景。世界各國分別開展超導可控電抗器的研究工作[6-8]（表1）。

3 超導可控電抗器分類及工作原理

超導可控電抗器按照超導狀態分為2類：①串聯型超導可控電抗器電抗值調節，通過超導材料超導態與失超態轉變；……