基于Matlab的一种新型消弧线圈的仿真

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第1651继电器Vol_34No．162006年8月16日REIAYAug．16，200649基于Matlab的一种新型消弧线圈的仿真贾清泉，蔺道深，袁石文(燕山大学电气工程学院，河北秦皇岛066004)摘要：介绍了一种新型自动跟踪补偿消弧线圈，其主体结构为带有第三绕组的自耦变压器，通过对第二、三绕组的控制实现消弧线圈的大范围连续可调。利用Matlab仿真平台建立了这种消弧线圈的数字仿真模型，对其性能进行了仿真分析。通过查表的方式来确定消弧线圈第二、三绕组的控制参数，采用线性插值的方式建立了相应的表格。综合仿真进一步

2、验证了这种消弧线圈具有大范围连续可调、谐波含量小、不含有机械运动部件，免除了因机械运动而造成的故障、噪音等诸多优点。关键词：谐振接地；消弧线圈；仿真；Matlab；连续可调中图分类号：TM743文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)16-0049-050引言我国中压电力网中性点接地方式以中性点不接一次地、经消弧线圈接地为主流。随着供电负荷的逐年增加，电网对地电容电流不断增大，越来越多的中性点不接地电网改为消弧线圈接地方式。新式消弧线圈以自动跟踪补偿为主，主要有调匝式、偏磁式⋯、变压器二次侧投切电容式和高短路阻抗变压器图1消弧线圈原理结构图二次侧相控式等。在

3、实际应用中，这些消弧线圈Fig．1Schematicdiagramofthearc·extinguishingreactor各有自身的缺陷。调匝式多以有载调压的形式进行调节，含有机械运动部件，响应速度慢，不能连续调组晶闸管投切的电容器(TSC)C。、C、C，，其电容比节；偏磁式和高短路阻抗变压器二次侧相控式谐波值为l：2：4，由三组电容器可以组合得到8个电容含量大、调节范围小；变压器二次侧投切电容式则不组别C。一C。第三绕组接反并联晶闸管，对第三绕能实现连续可调。作者在文献[4]中提出一种新型组的控制相当于晶闸管控制电抗器(TCR)。通过调自动跟踪补偿式消弧线圈，具有响应

4、速度快、调节范节公共绕组上TSC的投入组别实现消弧线圈等效围大且连续可调、谐波小、伏安特性线性度好等诸多电抗的阶跃调节，配合调节第三绕组上TCR的触发优点。本文利用Matlab仿真平台建立了这种消弧角实现消弧线圈连续调节，从而实现了消弧线圈等线圈的数字仿真模型，进行了仿真分析。仿真进一效电抗的大范围连续调节。消弧线圈的等效电路图步验证了文献[4]中理论分析的正确性、结构设计如图2。的合理性及新型消弧线圈的诸多优点，对新型消弧线圈的研发提供了有力的依据。l新型消弧线圈介绍1．1结构及原理图2消弧线圈等效电路图Fig．2EquivalentcircuitoftheAER新型消

5、弧线圈的主体结构为带有第三绕组的自耦变压器，如图l所示。1．2建立双一维表’消弧线圈的一、三绕组之间存在高漏抗，一次绕双一维表相当于两个一维表。由于消弧线圈的组和公共绕组之间的漏抗非常小。一次绕组作为主有功损耗及各绕组漏抗的影响，很难用公式准确求电抗接在系统中性点和地之间。二次公共绕组接三出TCR触发角、投切电容组别与等效一次电抗三者维普资讯http://www.cqvip.com继电器之间的关系，可行的办法是建立三者之间的双一维2．3系统集成后的模型表。要得到某个等效的电抗值，可以通过查双一维本文采用的谐振接地系统在Matlab仿真平台表获得TCR触发角及投切电容的组别

6、。下的模型如图6所示。2系统建模本文仿真采用Matlab／Simulink仿真软件，Matlab提供的电力系统工具箱(PowerSystemBlock—set)中有非常成熟的各种电气元件的数学模型及接口，可以利用各种元件很方便地建立自己所需要的仿真对象。黝靴2．1消弧线圈模型Matlab中三绕组变压器模型不能满足文献[1]中提到的带有第三绕组的自耦变压器的电磁关系，图6谐振接地系统模型根据图2消弧线圈等效电路图，采用两个线性双绕Fig．6Modelofresonantearthedsystem组变压器模型模拟文献[1]中提到的带有第三绕组的自变压器模型，如图3所示消弧线圈

7、模型转换。3仿真实例变压器1为高短路阻抗变压器，二次侧接反并联晶3．1各元件参数确定闸管，相当于TCR电路。变压器2为普通电力变压根据文献[1]中相关公式求得各元件的参数。器，二次侧接三组晶闸管投切的电容器(TSC)。图4为Maflab中线性双绕组变压器的模型。消弧线圈容量：315kVA／6kv／0．4kV／O．4kV；电流调节范围：10—50A。变压器1参数：315kVA／6kV．／0．4kV：Ll=0．2769H，Rl=31"1=0．2706H，R2=31"1图3变压器模型转换LM=0．1292H，RM=1×10QFig．