磁饱和可控电抗器等效模型在设计中的应用.pdf

《磁饱和可控电抗器等效模型在设计中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第23卷第5期电力系统及其自动化学报V01．23No．52011年1O月ProceedingsoftheCSU—EPSA0ct．2011磁饱和可控电抗器等效模型在设计中的应用罗隆福，陈波，许加柱(湖南大学电气与信息工程学院，长沙410082)一～-～一～一～一阳吣一～一．～一K一～一～一～一一～一～一～一～～一．一．=．～一一摘要：介绍了磁饱和式可控电抗器基本结构与工作原理，引入开关函数的概念，对可控电抗器工作状态进行分析。根据电路和磁路基尔霍夫定律，提出了一种基于磁饱和可控电抗器等效物理模型的设计方法，给出了单相磁饱和式可控电抗器具

2、体设计步骤。结合铁磁材料的磁化曲线，反复迭代验证，实际设计了一台小容量的实验样机。实验结果表明：所提出的基于等效模型的可控电抗器的设计方法正确，具有方法简捷、概念清晰等优点，对磁饱和式可控电抗器的设计研究具有一定的指模导意义。关键词：磁饱和式；可控电抗器；等效模型；设计中图分类号：TM474文献标志码：A文章编号：1003—8930(201I)05—0070—05ApplicationofEquivalentPhysicalModelofMagneticallySaturatedControllableReactorintheDesi

3、gnLUOLong—fu，CHENBo，XUJia—zhu(CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China)无功功率平衡是电网安全、稳定、经济运行的已无法满足牵引变电所的要求，严重影响了公用电重要保证基础之一。一方面随着我国电力系统网络网的安全，并威胁自身的安全_3“]。针对上述两大正向特高压、超高压远距离输电网快速发展，所需工程领域的无功补偿特点，需要一种可靠性高，补补偿无功功率容量巨大，传统方案采用并联电抗器偿容量大

4、、可动态补偿无功，成本低的设备来改善SR(shuntreactor)，但由于电网负荷的时变性和复目前存在的不足。杂性，传统并联电抗器无法满足电网动态无功平衡磁饱和式可控电抗器不仅可实现连续平滑调的需求口]。另一方面，近年来电气化铁路在我国节系统的无功功率，且具有稳定可靠、动态性能好、得到突飞猛进的发展，目前牵引变电所主要采用固成本较低、寿命长、占地少、使用维护简便、投资回定并联电容器实施无功补偿。由于电力机车在运行收期短等诸多优点_5]，近年来在动态无功补偿领时无功变化迅速，电压波动大，传统无功补偿方式域得到越来越广泛的关注。参阅国内

5、外大量关于磁收稿日期：2010—04—08；修回日期：20100512第5期罗隆福等：磁饱和可控电抗器等效模型在设计中的应用·71·饱和式可控电抗器文献[1～9]，主要从可控电抗(4)当0≤≤a和7c≤“≤7c+d时，VD导器的接线形式从发，研究工作大多集中于工作原理通，处于续流状态，VT和VT判断。的分析、数学模型的建立、谐波特性的分析等方面。在一个周期内，磁饱和式可控电抗器的工作状并且文献多集中在在串联型扼流式可控电抗器的态分解如图2所示。由于绕组中的直流分量的流通设计，涉及并联型磁饱和式可控电抗器设计的文献方向是固定不变的，因此

6、直流磁通在正负半周均对较少。铁心2增磁，对铁心3减磁。该直流分量受控于触发角a，通过调节触发角a的变化，来调节铁心的磁1磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作饱和度，从而达到连续调节电抗器的电感量和容量原理的目的。1．1基本结构单相磁饱和式可控电抗器的基本结构如图1所示，该电抗器共有四个心柱，中间两个心柱为主铁心，左右两侧心柱为旁轭，旁轭截面积较大于主铁心截面；每个主铁心上有匝数均为N的上、下两段绕组构成。每段绕组中间抽出分别与晶闸管VT、VT2相连，抽头比忌一N／NA，N=(1一点)N。两个绕组交叉处跨接一个续流二极管VD。不同铁心上交

7、流线圈交叉顺联后并人电网。铁心1r●●●●，‘●●●●●L和2、3和4构成交流磁通流通路径，铁心2和3构成直流磁通流通路径[1。图2电流流通示意Fig．2Sketchofcurrentcirculation2磁饱和式可控电抗器的等效物理模型与数学模型2．1电磁方程根据磁饱和式可控电抗器的工作状态可定义晶闸管VT、VT和续流二极管VD的开关函数，即／O≤

8、VT。的a≤cot<7cS2一导通时刻，可控电抗器有如下四种工作状态L1，设丁c≤(<7c+口7c+口≤cot<27r电网电压UA—Ussin“：0≤