磁控电抗器磁阀分析及快速响应特性研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文磁控电抗器磁阀分析及快速响应特性研究学位申请人：钟鸣学科专业：电气工程指导教师：徐祥征教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写

2、的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________摘要磁控电抗器磁阀分析及快速响应特性研究摘要伴随着电力负荷的日益增长，电网结构的日趋复杂，电力系统对无功补偿的需求越来越大。磁阀式可控电抗器采用半极限与极限饱和技术，实现电感连续可调，进而实现无功补偿的平滑调节。该方式，补偿精度高，对保证电力系统正常工作和电力部门的经济效益都有着重要的意义。虽然目前磁控电抗器得到了

3、一定的应用，但是损耗，响应速度，谐波这三个方面的问题由来已久，一直存在，这也是一直制约磁控电抗器高速发展的重要因素，为此对磁控电抗器的这三个方面展开研究在当前形势下显得更加迫切。本文以电磁场理论为基础，用Ansoft/Maxwell软件建模仿真了磁控电抗器一个周期内的磁场分布，明确了铁芯损耗以及线圈损耗的产生。并针对单级磁控电抗器以及双级磁控电抗器的损耗进行了详细分析。损耗结果表明：双级磁阀结构较单级结构损耗有所降低，各截面的面积影响铁芯以及线圈的损耗，合理的选取磁阀的各截面比能把损耗降到最低。此外，本文对磁控电抗器的谐波电流进行了探讨

4、，重点分析了双级、三级磁阀结构的磁控电抗器谐波电流特性，推导了它们的谐波电流方程，并对它们进行了谐波电流的优化。优化结果表明，基于磁阀截面比的优化方案，可以有效的降低谐波含量。在此基础上还推导了多级磁阀结构的谐波电流数学模型，结果表明，随着磁阀层数的递增，谐波含量越来越低。最后，针对磁控电抗器响应速度较慢的问题，本文提出了基于PWM技术来改善磁控电抗器的动态响应速度的方法。仿真结果的对比分析表明：这种方式能显著的提高磁控电抗器的动态响应速度，充分验证了所提方案的有效性与可行性。本文的工作重点共有两个部分：一是磁控电抗器的谐波电流优化，通

5、过对双级、三级磁控电抗器谐波电流分析，构建多级谐波电流优化数学模型；二是单相电压型PWM整流逆变电路对改善磁控电抗器响应速度的有效性与可行性研究。关键字：电力系统，磁控电抗器，谐波优化，快速响应，无功补偿IAbstractREASERCHONMAGNETICVALVEANALYSISANDFASTRESPONSECHARACTERISTICFORMAGNETICALLYCONTROLLEDREACTORABSTRACTAlongwiththegrowingofthepowerload,thecomplexityofthegridstru

6、cture,thedemandsoftheelectricpowersystemofreactivepowercompensationismoreandmorebig.Magneticvalvecontrollablereactorusingsemilimitandlimitsaturatedinductancetechnology,continuouslyadjustable,soastorealizethesmoothadjustmentofreactivepowercompensation.Thewaytoensurehighco

7、mpensationprecision,areofgreatsignificanceinpowersystemnormalworkandeconomicbenefitofpowersector.AlthoughtheMCRhasbeenused,butthespeedofresponse,harmonicloss,thesethreeaspectsofthelong-standingproblem,hasalwaysbeenthere,thisalsohasbeentheimportantfactortorestricttherapid

8、developmentofmagneticallycontrolledreactor.ThereforeontheMCRofthethreeaspectstostudyinthecurrentsituati