1.本发明采用电抗器本体铁芯套装激磁调节线圈，采用绕组电压同名端相同，电流相位相同或相反的方式，改变电抗器本体电感值来改变电抗器运行容量；
当U2＞U1时，I1’电流流向W1激磁调节线圈，有磁势平衡表达式I1’W1+I1W0＝I0W0，从电路上看I1’和I1向量相位相同，B0和U1值不变，当调节U2数值越大，I1’越大则I1值越小，电抗器电抗L＝Ψ0/I1，其中Ψ0＝B0*S*W0，则其阻抗JωL增加，从线路元件参数看，电抗容量减少为U02/JωL，从而达到调低电抗器运行容量的目的。
当U2＜U1时，I1’流出激磁调节线圈，相位与I0相位相反，-I1’W1+I1W0＝I0W0，为该状态下的磁势平衡表达式，调节U2数值越小，则从电路上看，I1’越大，则I1数值越大，电抗器电感L＝Ψ0/I1，当I1增加则L数值减少，则阻抗JωL减少。从电网线路原件参数看，电抗容量增加为U02/JωL，从而达到调高电抗器运行容量的目的。
2.首次提出了在电网电压不变的情况下，激磁电感与激磁电流乘积恒定的概念和运用。为磁势平衡下可调电抗器在它激励下以及安匝容量基础上，对可调电抗器容量和激磁容量做出各种物理量的数学公式的推导，并完全负荷能量守恒基本原则；
激磁电感L0与激磁电流I0的乘积为固定值，发现有物理关系式：L0·I0＝L0’·I0’；但L和I物理量受激磁调节线圈电流的变化而变化，从而使得可调电抗器的L值发生变化；
在可调电抗器运行容量大于额定容量时，发现有物理关系式：即可调并联电抗器运行的电抗容量减去额定容量等于激磁调节线圈通过辅助变压器向线路2输出的电抗容量；I1’流向辅助变压器二次侧电压同名端。
在可调并联电抗器运行容量小于额定容量时，发现有物理关系式：即可调并联电抗器运行的电抗容量加激磁调节线圈通过辅助变压器从线路2吸收的电抗容量之和等于电抗器额定容量；I1’流向激磁调节线圈同名端。
3.首次分析激磁电感、激磁电流与电抗器挂网运行电感和电抗器输入电流的概念差别，以及数值偏差的物理量公式的推导，对于互感和自感量的物理公式的发现；
电抗器本体线圈自感与匝数、气隙大小长度、铁芯截面积等结构尺寸等物理量有关，是一个固定欧姆值。当I0’＝0值时即可调电抗器额定容量下，本体线圈激磁电感L0与自感L自感和线路电感L线路之间，发现有物理表达式：L线路＝L0+L自感；对应的激磁电流为I0＝Ue/(√3Jω·L0)；电抗器线路输入额定电流I1＝Ue/(√3Jω·L线路)；有物理关系式：I0＞I1；因此L0和I0是一个概念数据而非电路现实数值，只是在运用激磁电感L0与激磁电流I0的乘积为固定值这一规律在可调电抗器物理量的运算中起到重要理论作用。
由于自感阻抗的存在，发现有物理关系式：电感阻抗X自感＝JωL线路-JωL0；L线路＝Ue2/ωs，其中Ue为电抗器额定电压，单位为Kv；S为可调电抗器运行容量，单位为Mvar；ω＝2πf，其中f为频率)；
a)在可调电抗器运行容量大于额定容量时的物理量关系(即I1’流向辅助变压器二次侧电压同名端)
对电网线路，发现有物理关系式：电抗器电抗JωL线路＝JωL0’+X自感，对应的激磁电流I0’和线路输入电抗器电流I1；
有物理关系式：Ue＝√3·I1·(JW L0’+X自感)，其中Ue为线路电压值，ω＝2πf，其中f为频率；
利用U2＜U1时的磁势平衡表达式，激磁调节线圈上的电流I1’是受回路基尔霍夫定律决定，I1’的变化都可以自由地从电网电抗器输入电流I1来平衡磁势，确保电网电压下匝电势恒定，因而没有互感阻抗的存在；
b)在可调并联电抗器运行容量小于额定容量时的物理量关系(即I1’流向激磁调节线圈同名端)
由于自感和互感阻抗的存在，对线路而言，发现有物理关系式：电抗器电抗JωL线路＝JωL0”+X互感+X自感，对应的激磁电流I0”和线路输入电抗器电流I1；
发现有物理关系式：Ue＝√3·I1·(JωL0”+X互感+X自感)，其中Ue为线路电压值；ω＝2πf，其中f为频率；
发现有物理关系式：X互感＝r·X自感，其中容量比r＝额定电抗器容量/调低后电抗器运行容量；
利用U2＞U1时的磁势平衡表达式，激磁调节线圈上的电流I1’是受回路基尔霍夫定律决定，I1’的变化都可以有限制地(因互感阻抗的大小变化受电抗器运行容量大小的影响)从本体电抗器线圈上获得电网输入电流I1来平衡I0值，I0值在可调电抗器运行容量下调过程中是固定的，是用于产生满足挂网电压的匝电势的激磁电流，使得I1和I1’产生了约束关系，因而本体电抗线圈和激磁调节线圈之间产生了互感阻抗。
4.首次对本发明的各电气元件的物理参数的设计流程做出科学细致和分步骤的求解和阐述，以及物理公式的推导，具有产品设计手册和遵守的原则特征，具有产品设计的显示可操作性。
1)电力运营部门提供并联电抗器三相额定容量S0(单位：Kvar)，额定电压Ue(单位：Kv)、超容量可调最大电抗三相容量S1(单位：Kvar)、降低容量可调最小电抗三相容量S2(单位：
Kvar)；
2)求取额定容量下电的抗器输入电流I1e＝S0/√3/Ue(A)；求取额定容量下电抗器线路电感Le线路＝(Ue/√3×1000)/(2πf·I1e)(单位：亨利)；或Le线路＝(Ue2/(2πf·S0)(单位：Ue为Kv，S0单位：Mvar)。
3)可调电抗器产品参数的求取(I1’＝0时，即激磁调节线圈无电流情况下的额定电抗容量)
a)根据(B0/μ0)·nδ＝I0W0，则有B0·S＝μ0I0W0S/nδ，其中S为电抗器铁芯截面面积，单位为m2；nδ为n个气隙长度，单位为m；n为电抗器单相芯柱气隙个数；W0为电抗器单相线圈的匝数；μ0为空气导磁率，单位为4π·10-7(H/m)；I0为电抗器激磁电流(当I1’＝0时)，但可通过控制激磁调节线圈电流I1’的大小和相位及流向，从而实现对I1数值的改变，进而改变电抗器电感L值，使得运行电抗容量调整出适合电网运行所需的容量。
则有Ψ0＝B0·S＝μ0I0W0S/nδ，则有Ψ0m＝B0·S·W0＝μ0I0W0W0S/nδ，则有L0＝Ψ0m/I0＝
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μ0W0W0S/nδ＝1.257W0W0S/(nδ·10)(单位为：亨利，为I1’＝0时的电抗器电感值)，其中S为铁芯截面面积，单位：m2；δ为气隙长度，单位：m；n为电抗器单相芯柱气隙个数；W0为电抗器单相线圈的匝数；
b)其中W0电抗器单相本体线圈匝数；S铁芯截面面积；nδ数值由以下物理公式及产品设计经验选取：
电抗器本体线圈每匝电势et＝4.44fB0S·10-4(单位：V)，其中f为频率；B0是当I1’＝0时的铁芯磁感应强度，单位：T(特斯拉)；S为铁芯芯柱截面面积，单位：cm2；B0是在电抗器参数设计时设定的额定电压和额定频率下的磁感应强度，对于固定电抗器由于线性度的要求，一般取值为1.3-1.4T，对于可调电抗器可取值1.5T以上；nδ和S数据可根据固定电抗器产品设计经验选取。
c)W0＝Ue/√3·F·103/et取整，再反推准确的B0值，其中F为电抗器本体线圈主阻抗百分数，数据可根据固定电抗器产品设计经验选取；
d)L0＝1.257·W0W0·S·ε/nδ，已知W0和S以及nδ值，其中ε为气隙效应导致有效截面增加因素，数据可根据固定电抗器产品设计经验选取，可求出I1’＝0时的电抗器电感值(单
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位：亨利)；I0＝Ue/√3·10/JωL0(单位：A)，即为当I1’＝0时的电抗器激磁电流值；
e)L0值与I1’＝0时的Le线路值是不同的，有物理公式：电抗器本体线圈自感L自感＝Le线路-L0，自感阻抗X自感＝JωL线路-JωL0，其中ω＝2πf，其中f为频率；
至此，可调并联电抗器本体线圈参数已经设计完成，分别是：容量S0(单位：Kvar)，额定电压Ue(单位：Kv)、额定容量下电的抗器输入电流I1e(单位：A)、额定容量下电抗器线路电感Le线路(单位：亨利)、电抗器本体线圈每匝电势et(单位：V)、电抗器本体线圈匝数W0、电抗器铁芯芯柱截面积S(单位：cm2)、电抗器单相铁芯芯柱气隙nδ数值(单位：m)、I1’＝0时的电抗器电感值L0(单位：亨利)、I1’＝0时的电抗器激磁电流I0(单位：A)、电抗器本体线圈自感L自感(单位：亨利)；此时辅助变压器的U2＝U1，相当于辅助变压器空载状态，即I1’＝0；
4)高于额定电抗容量下可调电抗器产品参数的求取(I1’≠0，且流向辅助变压器二次侧线圈同名端)
a)三相容量即为S1(单位：Kvar)、电抗器本体线圈匝数W0不变；电抗器本体线圈每匝电势et(单位：V)不变；电抗器铁芯芯柱截面积S(单位：cm2)不变；可调电抗器线路额定电压Ue(单位：Kv)不变；可调电抗器本体线圈匝数W0不变；激磁调节线圈感应电压U1(单位：Kv)不变；
b)激磁调节线圈匝数W1＝U2/√3·103/et取整；U2是辅助变压器二次侧空载线电压(单位：Kv)；I1＝S1/√3/Ue(单位：A)；求取S1容量下电抗器线路电感L线路＝(Ue/√3×1000)/(2πf·I1’)(单位：亨利)；或L线路＝(Ue2/(2πf·S1)(单位：Ue为Kv，S0单位：Mvar)；I1＝(Ue/√3×
1000)/(2πf·L线路)(单位：A)；
c)根据Ue＝√3·I1·(JωL0’+X自感)，其中Ue为线路电压值(单位：V)，ω＝2πf，其中f为频率；推算出L0’(单位：亨利)，为电抗器容量S1时的电抗器本体线圈的激磁电感值(单位：亨利)；
d)根据物理量表达式：L0’·I0’＝L0·I0，则I0’＝L0·I0/L0’(单位：A)，为容量为S1时的电抗器激磁电流；
e)根据物理量表达式：I0’W0＝I0W0+I1’W1，由于W1是激磁调节线圈匝数固定不变，且已经求解出I0W0和I0’W0，则可求解I1’数值(单位：A)是通过激磁调节线圈的电流值；
f)I1’电流是流向辅助变压器二次线圈的电流，U1值为激磁调节线圈电压(单位：Kv)，辅助变压器阻抗Uk值由产品设计值给定(单位为百分比)，激磁调节线圈自感阻抗占比X(％)＝X自感/JωL线路(％)，辅助变压器二次端口电压U2＝U1·(1-X％)(单位：Kv)；按照回路基尔霍夫定律，求解辅助变二次空载电压U20’，为U20’＝U2·(1-Uk％)(单位：Kv)，其中U1＝√3·et·W1·10-3(Kv)为线电压，且通过物理量公式：(U2-U20’)/√3＝I1’·(U2·U2/S辅助·Uk％)/1000，来修正Uk％值。其中U2和U20’单位为Kv，S辅助单位为MvA；
g)可调电抗器容量为S1(单位：Kvar)下的辅助变压器容量S辅助＝√3·I1’·U2(单位：
KVA)，并确定此时的U20’(单位：Kv)和Uk数值；
h)当I1’＝0时，为辅助变压器有载调压开关正反调节方式的中间档位下的U20＝U1值；当可调电抗器容量为S1(单位：Kvar)时，辅助变压器二次电压U20’为最小值，辅助变压器二次侧绕组匝数不变，可见辅助变为变磁通调压方式，从U20和U20’数值的大小占比，可求出有载调压开关的调压范围值，从而确定辅助变压器最小工作磁密；
至此，当可调电抗器最大电抗容量下所需辅助变压器的所有参数均已求解：Dyn1联接组别、一次电压(与电网线路2变压器的低压或第三绕组输出线电压，单位：Kv)、二次空载电压U20和U20’(分别为I1’＝0和I1’≠0 情况下的辅助变二次侧空载线电压，单位：Kv)、二次电流I2(即I1’数值，单位：A)、有载调压线圈最大分接范围百分数、阻抗百分数、温升数值按照GB1094或IEC60076标准；
可以通过辅助变压器容量S辅助＝(S1-S0)·(1+Uk％)的物理量关系式，验证以上求解的副主变压器容量是否正确及过程参数；
5)低于额定电抗容量下可调电抗器产品参数的求取(I1”≠0，且流向激磁调节线圈同名端)
a)三相容量即为S2(单位：Kvar)、电抗器本体线圈匝数W0不变；电抗器本体线圈每匝电势et(单位：V)不变；电抗器铁芯芯柱截面积S(单位：cm2)不变；可调电抗器线路额定电压Ue(单位：Kv)不变；可调电抗器本体线圈匝数W0不变；激磁调节线圈感应电压U1(单位：Kv)不变；
b)激磁调节线圈匝数W1不变；I1＝S2/√3/Ue(单位：A)；求取S2容量下电抗器线路电感L线路＝(Ue/√3×1000)/(2πf·I1)(单位：亨利)；或L线路＝(Ue2/(2πf·S2)(单位：Ue为Kv，S0单位：Mvar)；I1＝(Ue/√3×1000)/(2πf·L线路)(单位：A)；
c)可调电抗器容量比r＝S0/S2(单位：无量纲)；有物理量公式：可调电抗器互感阻抗X互感＝r·X自感，
根据Ue＝√3·I1·(JωL0”+X互感+X自感)，其中Ue为线路电压值(单位：V)，ω＝2πf，其中f为频率；推算出L0”(单位：亨利)，为电抗器容量S2时的电抗器本体线圈的激磁电感值(单位：
亨利)；
d)根据物理量表达式：L0”·I0”＝L0·I0，则I0”＝L0·I0/L0”(单位：A)，为容量为S2时的电抗器激磁电流；
e)根据物理量表达式：I0”W0+I1”W1＝I0W0，由于W1是激磁调节线圈匝数固定不变，且已经求解出I0W0和I0”W0，则可求解I1”数值(单位：A)是通过激磁调节线圈的电流值；
f)I1”电流是辅助变压器二次线圈的流出电流，流向激磁调节线圈同名端；U1值为激磁调节线圈电压(单位：Kv)值不变，辅助变压器二次侧作为电源，其阻抗Uk值由产品设计值给定(单位为百分比)，激磁调节线圈的互感和自感阻抗占比X(％)＝(X互感+X自感)/JωL线路(％)，按照回路基尔霍夫定律，求解辅助变压器二次侧空载电压U20”＝U1·(1+Uk％+X％)(单位：
Kv)；按照回路基尔霍夫定律，求解辅助变二次侧端口电压U2，为U2＝U1·(1+X％)(单位：
-3
Kv)，其中U1＝√3·et·W1·10 (Kv)为线电压，且通过物理量公式：(U20”-U2)/√3＝I1”·(U20”·U20”/S辅助·Uk％)/1000，来修正Uk％值。其中U2和U20”单位为Kv，S辅助单位为MvA；
g)可调电抗器容量为S2(单位：Kvar)下的辅助变压器容量S辅助＝√3·I1”·U20”(单位：
KVA)，并确定此时的U20”(单位：Kv)和Uk数值；
h)当I1’＝0时，为辅助变压器有载调压开关正反调节方式的中间档位下的U20＝U1值；当可调电抗器容量为S2(单位：Kvar)时，辅助变压器二次电压U20”为最大值，辅助变压器二次侧绕组匝数不变，可见辅助变为变磁通调压方式，从U20和U20”数值的大小占比，可求出有载调压开关的调压范围值，从而确定辅助变压器最大工作磁密；
至此，当可调电抗器最小电抗容量下所需辅助变压器的所有参数均已求解：Dyn1联接组别、一次电压(与电网线路2变压器的低压或第三绕组输出线电压，单位：Kv)、二次空载电压U20和U20”(分别为I1’＝0和I1’≠0情况下的辅助变二次侧空载线电压，单位：Kv)、二次电流I2(即I1”数值，单位：A)、有载调压线圈最负分接范围百分数、阻抗百分数、温升数值按照GB1094或IEC60076标准；
可以通过辅助变压器容量S辅助＝(S0-S2)·(1+Uk％)的物理量关系式，验证以上求解的辅助变压器容量是否正确及过程参数。