曲形磁阀式可控电抗器谐波最小化研究

磁阀式可控电抗器(magnetic-valve controllable reactor,MCR)作为一种重要的无功补偿装置,在电力系统中应用广泛。由于铁芯饱和的非线性特性会产生大量谐波,该文提出了一种曲形磁阀式可控电抗器及其谐波优化方法,以最小化谐波输出。同时推导了MCR的通用谐波数学模型,模型表明磁阀的最大最小截面积比和形状决定了谐波含量;详细阐述了谐波优化的原理,并用变分法推导了各次谐波优化中最大最小截面积比的约束条件;利用高斯勒让德积分得到了总谐波畸变率的简化评价函数,结合粒子群优化算法得到了不同面积比下最优磁阀曲线的数值解,最优曲形磁阀获得了MCR的最低谐波输出。以面积比2.7为例,在理论、仿真和试验上将曲线磁阀与多级磁阀进行对比,曲形磁阀总谐波约为2.92%满足行业标准,而多级磁阀约为3.12%不满足标准,验证了该文方法的优越性与正确性。

新型可控自动消弧成套装置的应用研究

分析了目前我国电力系统具有代表性的几种消孤装置，分别指出了它们的局限性。在此基础上提出了一种新颖的“阀式”结构可控消抓电抗器及其控制装置。理论分析和现场试验结果表明，新型可控自动消弧成套装置能够克服传统消抓装置的种种不足，并能对单相接地电容电流实现快速、精确的最佳补偿，具有重要的实用价值及应用前景。

磁阀式可控电抗器的研究

介绍了磁阀式可控电抗器的工作原理，建立了数学模型，分析了工作特性。

双级饱和磁控电抗器谐波抑制优化技术

双级饱和磁控电抗器(TSMCR)的工作铁心中含有2个长度和截面积都不相等的铁心柱,合理设计各铁心柱的长度和截面积,可有效减小TSMCR在动态调节过程输出谐波电流的大小。通过对TSMCR结构特点的分析,引入了2个关键设计参数:2个铁心柱的截面积比和长度比,并利用这2个参数建立了TSMCR的一般化数学模型。在该数学模型的基础上,对不同设计参数下TSMCR输出谐波电流大小的变化趋势进行了分析。研究发现在不增加任何额外滤波装置的条件下,当2个铁心柱的截面积比为1.9且长度比为0.37时,TSMCR在整个工作过程中输出谐波电流的大小都不超过额定基波电流的3.61%。为了进一步验证以上理论分析的正确性,建立了TSMCR的仿真模型并详细阐述了TSMCR的仿真技术,另外还对TSMCR样机进行了测试,仿真、实验结果都和理论分析相符,验证了TSMCR数学模型的正确性和谐波抑制方法的有效性。

关于特高压可控并联电抗器

扼要介绍了高漏抗变压器型、磁阀型和多并联电抗支路型3种电抗器,列出了它们的优点和存在的问题,同时指出,线路侧的可控电抗器必须具有瞬间(线路操作和发生故障时)恢复全容量补偿的高速响应能力,而中性点小电抗的参数亦应根据全容量补偿的条件确定。

磁阀式可控并联电抗器模型试验研究

介绍了磁阀式可控电抗器的工作原理和结构特点,制作了磁阀式可控电抗器模型,并对模型的空载损耗、伏安特性、谐波特性、控制特性、响应时间等性能进行了试验研究,通过对比分析试验数据和理论计算结果,采用模型试验技术对50 Mvar/500 kV磁阀式可控并联电抗器的特性进行研究,为确定50 Mvar/500 kV电抗器原型结构和优化设计提供了可靠的试验参考依据。试验结果表明:所设计的磁阀式可控电抗器模型具有谐波小、损耗低及良好的动态性能;同时表明模型试验技术是一种成本低、效率高的特性分析方法。

基于分岔理论的磁阀式可控电抗器匝数比研究

匝数比取值对磁阀式可控电抗器(MVCR)的工作性能有较大影响。匝数比取值合理,能够保证MVCR的端电压瞬间变化时,其工作电流迅速稳定在某一个当前值;若匝数比取值不当,会使MVCR在运行过程中表现出很强的非线性特性,对系统的运行特性造成极大的影响,甚至无法工作。利用非线性动力学的分岔理论,阐述了一种固定周期离散映射的建模方法。首先建立MVCR的离散模型,然后利用该模型计算得到匝数比不同取值时等效工作电流的稳态值。在分析稳态值分岔现象的基础上,给出了匝数比的合理取值范围。仿真结果验证了所提方法的有效性和合理性。

基于ANSYS的MCR分布式小截面优化设计

磁阀式可控电抗器(Magnetic Valve ControlIable:Reactor,MCR)正得到越来越广泛的应用。因此,提高MCR本身的各项性能指标便成为当前的研究热点。本文提出了将MCR铁心中单段磁阀分为串联的几段磁阀的结构来减小边缘效应,从而减小MCR中工作绕组中的电感值,使得MCR在相同的工作电压和控制电压下,输出更大的感性无功电流,达到提高MCR整体性能的目的。通过理论分析和ANSYS仿真得出了MCR磁阀段具体划分的有效段数和每两段磁阀间铁心长度的最优值。通过具体的实验很好地验证了理论分析的正确性,在相同的工作电压和控制电压下,当把磁阀段分为两段时线圈中的电流比单段磁阀线圈中的电流增大了7.4%。

特高压磁阀式可控电抗器自抗扰DSP控制系统

特高压磁阀式可控并联电抗器采用自抗扰控制离散算法可产生良好调节特性,提高特高压交流输电系统的无功平衡能力、提高电网的稳定性和供电质量。采用Matlab2008A和TMS320F28335高速浮点DSP为核心器件半实物仿真装置,对特高压输电系统进行了建模仿真和实时控制。试验结果表明,该控制算法可以适应磁阀式可控并联电抗器复杂非线性的控制特点,满足特高压线路中的无功功率高速响应要求。理论分析得到了在不同负载特性和全补偿条件下,特高压磁阀式可控电抗器的控制规律,为该装置工程设计提供了理论基础。

单相磁阀式可控电抗器的设计原理研究

分析了单相磁阀式可控电抗器的基本结构,然后对设计原理进行了系统的研究、总结。最后用一实例验证了其设计原理的科学性、合理性。

磁阀型可控电抗器的直流偏磁与谐波特性分析

介绍了磁阀型可控电抗器(MCR)无功调节的原理,使用ANSYS电磁场仿真软件对MCR磁路特点与直流偏磁特性进行描述,通过直流磁化实验获取电工钢片的磁化曲线数据,利用Matlab软件编写程序,使用三次样条插值函数求出MCR的输出电流,同时对不同直流偏磁下的输出电流进行傅里叶变换得到MCR磁饱和度与谐波之间的关系,为实际工程应用提供参考价值。

并联磁阀三相六柱式磁阀式可控电抗器磁损特性

分析磁阀式可控电抗器(MCR)的主要工作原理,介绍三相六柱三维式MCR的铁心结构和MCR铁心损耗的主要来源.从磁通密度的角度出发,将三维式铁心结构和传统平面式铁心结构进行对比,分析铁心中的磁路分布,介绍三维结构铁心减少损耗的主要机理.三相三维铁心结构的MCR采用并联式磁阀,利用磁阻材料和硅钢片混合堆叠,可以缓解由于磁阀处铁心饱和而产生的边缘效应,降低磁阀处的漏磁,进而减小磁阀边缘处的涡流损耗.使用Ansoft电磁场仿真软件对平面和三维2种类型的MCR进行磁场分析,研究铁心磁轭和磁阀中的磁通密度曲线,对比并联磁阀和传统磁阀表面位置的磁通密度分布.仿真结果表明:三相六柱和并联磁阀结构可以使磁通分布得到优化,进而有效减小MCR的铁心损耗.所采用的磁损特性研究方法同样适用于其他类型的可控电抗器.

三相磁阀式可控电抗器的分析研究

提出了一种新型三相磁阀式可控电抗器,介绍它的结构和工作原理,然后对其进行电磁分析,同时用Ansoft建立三个不同磁阀的长度和不同磁阀宽度的三相磁阀式可控电抗器二维仿真模型,并对比分析磁阀的长度及磁阀宽度对三相磁阀式可控电抗器的影响,最后对磁阀的长度和磁阀宽度对电抗器的调节作用进行总结。

三相磁阀式可控电抗器的特性仿真分析

提出了一种能根据电力系统变化而平滑调节自身容量的三相磁阀式可控电抗器(MCR)。简单介绍了其在电力系统中的应用、结构、工作原理及电磁特性,并采用Ansoft Maxwell 3D有限元分析软件进行了电磁仿真分析。仿真分析证实了改变可控硅导通角能改变控制电流大小,从而平滑调节MCR自身容量的可行性。

磁阀式可控电抗器的控制回路及其控制特性

通过对磁阀式可控电抗器工作过程的分析,得出其等效控制电路,研究了其控制特性。

n级饱和磁阀式可控电抗器结构特性和仿真方法

多级磁阀结构的提出在一定程度上有效减小了磁控电抗器输出电流的谐波含量,但也引入了磁阀的级数和磁阀尺寸的优化、电抗器容量变化及结构设计制造复杂等一系列问题。一方面,从磁控电抗器的磁阀结构出发,详细建立了n级饱和磁阀式可控电抗器的磁化特性、电流特性的数学模型,在此基础上,对采用准优化、面积渐变、半径渐变和优化4种设计方法的n级饱和磁阀式可控电抗器,从谐波、容量、结构复杂度等多方面进行综合分析,确立了相对最优的磁阀级数与尺寸设计方案。另一方面,研究了n级饱和磁阀式可控电抗器主要参数之间的关系,同时指出其在MATLAB中仿真模型的参数设计方法。仿真结果验证了所给出的n级饱和磁阀式可控电抗器仿真方法的有效性及结构特性分析结论的正确性。

磁阀式可控电抗器磁化特性研究

磁阀式可控电抗器(MCR)的磁化特性是其理论计算的基础。通过对MCR工作特性的分析,首先基于MATLAB/cftool提出了一种用来描述MCR铁磁材料磁化特性的高精度拟合函数。结果发现,由于磁阀的存在,使得所提出的高精度拟合函数以及目前学者们所研究的具有相对高精度的拟合函数都没法应用到MCR磁化特性的求解之中。基于此,又提出了一种形式简单、精度较高的拟合函数。并求解了基于理想小斜率和基于该拟合函数的具有单级磁阀、双级磁阀和连续磁阀的MCR磁化特性。最后通过与实验数据的比较,发现该拟合函数不仅能够非常好的逼近铁磁材料的磁化曲线,而且基于该拟合函数求得的MCR的磁化曲线更贴近其实际磁化曲线,验证了理论分析的正确性。

电气化铁路瞬时无功信息检测及动态无功补偿系统

介绍了采用瞬时无功理论实时检测电气化铁路的无功信息,用快速响应的磁阀式可控电抗器配合并联电容器组快速调节系统的无功功率,可以减小系统无功潮流.该动态无功补偿系统还具有平滑调节无功功率、造价低、可靠性高等优点.

新型三相磁控电抗器的研究

电力系统中的三相磁控电抗器都采用每个铁芯柱加磁阀的三相六柱式磁控电抗器,这种电抗器的铁芯柱磁阀加工过程复杂,并且运行中噪音较大,为了克服这种缺陷,提出了一种新型三相磁控电抗器.使用电磁场分析软件Ansoft对该新型磁控电抗器模型进行了仿真,得到了其工作状况的一些仿真数据和结果.仿真分析结果验证了通过调节晶闸管的触发角可以平滑地调节电抗器的电抗的特性,同时也对该三相磁控电抗器的电磁场分布情况进行了仿真分析.

MCR无功补偿技术在矿井提升机中的应用

矿井采用的可控整流型大功率直流提升机是一种典型的冲击性负荷,它的运行给电网带来了大量的无功冲击,致使电网电压波动,严重威胁供电系统的安全运行。因此,对提升机的供电系统进行动态无功补偿是十分必要的,但是目前常用的动态无功补偿装置(如TCR、TSC)都有着各自的缺陷。采用了新型的MCR动态无功补偿技术,通过建立Simulink系统补偿模型,验证了其动态补偿的性能,也凸显了其技术上的优势。