新型磁控电抗器的分析与比较.pdf

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1、研究与开发新型磁控电抗器的分析与比较李晓明(山东大学电气工程学院，济南250061)摘要论文提出一种新型磁控电抗器。用Matlab仿真软件中的Simulink工具箱构建磁控电抗器仿真模型，对新型磁控电抗器进行仿真分析。分析表明：新型磁控电抗器结构简单、可用于超高压电力系统的优点明显。缺点是，暂态响应时间比现有磁控电抗器的长关键词：磁控电抗器；仿真分析；性能比较；暂态时间AnalysisandComparisonofNewMagneticallyControllableReactorLiXiaoming(SchoolofElectr

2、icalEngineering，ShandongUnivesity,Ji’nan250061)AbstractAnewmagneticallyControllablereactor(MCR)isproposedinthispaper．AsimulationmodelbasedonMatlab／simulinkisbuiltandthenewMCRaresimulated．Theresultsshow：NewMCRstructureissimpleandcanbeusedforEHVpowersystemadvantageisobv

3、ious．ThedisadvantageisthatthetransientresponsetimeislongerthantheexistingMCR．Keywords：magneticallycontrollablereactor；simulationanalysis；performancecomparison；transjenttime电抗器在电力系统中有广泛的应用。在一部分本文提出一种新型的、可应用于超高压、特高应用领域，电抗器的电抗值固定不变；在许多应用压电力系统的自励式磁控电抗器，并对这种新型的领域，需要电抗值能随着电

4、力系统运行方式的变化磁控电抗器进行仿真分析与性能比较。而改变。磁控电抗器(MagneticallyControllable1新型磁控电抗器结构与工作原理Reactor，MCR)是一种电抗值可以连续调节的电抗器l】]。磁控电抗器通过连续调节闭环铁心上直流线新型磁控电抗器结构如图1(a)、(b)所示。圈中直流电流的大小，连续调节闭环铁心的饱和程先描述图1(a)所示新型磁控电抗器。图1(a)中度，实现连续调节闭环铁心上交流线圈(电抗线圈)的1、2是磁控电抗器的两端子。3是闭环铁心，闭电抗值的大小。前苏联科学家A．M．Bryantsev1

5、986环铁心有4根铁心柱，4根铁心柱两端有磁轭，铁年提出的磁控电抗器方案【2】，有里程碑的意义。我国心柱与磁轭构成磁通闭环。D、D2是晶闸管。晶闸的科研人员投入很大热情对磁控电抗器进行研究[3】。管由控制电路4控制。L】、L2是两只匝数相等的线磁控电抗器的研究结果已经有许多发表[7{]。但是，圈，线圈匝数等于同等电压等级变压器的线圈的匝现有实际应用的磁控电抗器，与1986年提出的磁控数。1、2是两只电阻值相等的电阻。电抗器没有太大的差别。共同的特征是，自励式磁如果磁控电抗器的两端子加额定交流电压，且控电抗器的两个晶闸管都处在线圈的

6、中间位置，白晶闸管D1、D2截止。线圈L、L2分别有励磁电流励式磁控电抗器线圈不论是三角形连接，还是星形流过。励磁电流分别流过电阻、。可整定电阻连接，两个晶闸管对地电压都很高。对地电压等于】、2的电阻值，使电阻】、2流过励磁电流时，额定电压的一半以上。目前现有的各种自励式磁控电阻】、R2两端有1％额定电压的交流电压。电阻电抗器都不适合应用于超高压电力系统。当前，用R】、2分别与晶闸管D】、D2并联，这样，晶闸管于超高压、特高压的磁控电抗器都是他励式磁控电D、D截止时，两端也有1％额定电压的交流电压。抗器。他励式磁控电抗器的运行管理

7、不方便。线圈L1、L2有励磁电流流过时，两只线圈所在铁心2o16年第3期鸯q获贰I23研究与开发柱的交流磁通都向上，分别经最外的两个边柱形成1(a)所示四柱式磁控电抗器铁心分解为两个两柱交流磁通闭环。磁控电抗器呈现最大电抗z。式变压器铁心，其余结构、连接方式、参数不变，即构成图1(b)所示新型磁控电抗器。图1(b)所示新型磁控电抗器的工作原理与分析方法与图1(a)相同。图1(b)所示新型磁控电抗器的特点是：线圈L产生的直流磁通路径长度与交流磁通路径长度相等，线圈L产生的直流磁通路径长度与交流磁通路径长度相等。图l(b)所示新型磁控

8、电抗器的直流磁通路径长度大于图1(a)所示新型磁控电抗器的直流磁通路径长度。线圈L、L2同等直流电流条件下，图1(b)所示新型磁控电抗器的直流磁通小于(a)方案1图1(a)所示新型磁控电抗器的直流磁通路。由于图1(b)所示新型磁控电抗器的直流磁通路