多柱裂心式可控磁饱和变压器的研究与设计

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1、上海交通大学硕士学位论文多柱裂心式可控磁饱和变压器的研究与设计硕士研究生：宋枭楠学号：1120319107导师：王承民教授副导师：申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：电子信息与电气工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterRESEARCHANDDESIGNOFMULTI-LIMBSPLITCORECONTROLLEDMAGNETICSAT

2、URATIONTRANSFOMERCandidate：SongXiaonanStudentID:1120319107Supervisor：Prof.WangChengminAssistantSupervisor:AcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringSchoolofElectronicInformationandAffiliation：ElectricalEngineeringDat

3、eofDefence：January,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文摘要多柱裂心式可控磁饱和变压器的研究与设计摘要在智能电网研究正在不断深入，特高压电网建设正在不断发展的大背景下，电力系统的稳定性已经成为电网发展的核心和重点，而无功平衡正是中心议题，而从世界范围看，可再生能源特别是风能的发展势如破竹，中国的风电在近几年以翻番的速度在增长，这就需要无功补偿装置具有更强的稳定性、更快的实

4、时性、更高的可靠性。因此在这一背景下提出了具有无功补偿能力的可控磁饱和变压器。该变压器可以在进行实时无功补偿的同时完成有功功率的传输，起到了磁可控电抗器和普通变压器的双重作用，具有重要的研究价值。论文主要围绕可控磁饱和变压器做了以下工作：在裂心式磁可控电抗器的基础上提出了简单的可控磁饱和变压器的物理模型。事实上裂心式磁可控电抗器又称变压器式磁可控电抗器，在结构上相当于二次侧开路的变压器。如果在裂心磁可控电抗器的铁心上缠绕二次侧绕组，就可得到简单的可控磁饱和变压器的物理模型。提出可控磁饱和变压器的

5、三种可能的工作状态；根据可控磁饱和变压器的特性将不同工作状态统一成同一数学模型，并进行详细的数学推导和分析，得到无功补偿量和谐波含量随直流控制电流的变化关系；根据电网的实际运行情况说明其可行性。提出多柱裂心式可控磁饱和变压器模型，并对该模型进行分析，得出其在谐波消除方面的优势，并推导其直流励磁电流及直流绕组环流的大小。对50MVA,110kV裂心式可控磁饱和变压器进行算例分析。参考变压器的设计原则，完成变压器相关参数的计算，得到其无功补偿量及谐波随直流电压的变化曲线，证明其应用于无功补偿的可行性

6、。随后以100kVA,10kV多柱裂心式可控磁饱和变压器为设计目标，给出变压器详细参数以实现样机的制造，并计算出直流励磁电流大小及直流环流大小，证明其可用于实现电网实现无功补偿功能。本文对裂心式和多柱裂心式可控磁饱和变压器进行了理论分析、模型搭建和算例分析，证明了可控磁饱和变压器具备无功补偿能力，并具有损耗小，谐波含量少，可调范围大的特点，且具备应用于实际电网的可行性，因此将在电力系统中具有广泛的第I页上海交通大学硕士学位论文摘要应用前景。关键词：多柱裂心，可控磁饱和，变压器，设计第II页上海交

7、通大学硕士学位论文ABSTRACTRESEARCHANDDESIGNOFMULTI-LIMBSPLITCORECONTROLLEDMAGNETICSATURATIONTRANSFOMERABSTRACTAsthecontinuousdevelopmentofUHVpowergridconstructionandthesmartgridresearch,stabilityofpowersystemhasbecomethefocusofthegriddevelopmentandthereactive

8、powerbalanceisthecentraltheme.Fromtheviewoftheworld,renewableenergy,especiallywindenergy,isdevelopingveryfast.WindpowerinChinahasdoubledeveryyearinrecentyears.Theneedofreactivepowercompensationdeviceswhichhavegreaterstability,fasterreal-timeandhigher