紧凑型多功能单级磁阀式立体磁控变压器研究

电缆的规模化使用造成电力系统中容性无功功率平衡需求增加,此外高比例新能源接入也会带来无功功率波动问题。现有无功功率补偿及无功功率发生装置占地面积较大、成本较高。通过磁控电抗器与变压器一体化结合提出了一种紧凑型多功能单级磁阀式立体磁控变压器,同时具备传统电力变压器升降压基础功能与灵活调节无功功率的能力,尤其适用于空间有限的城市变电站。对所述磁控变压器进行了有限元仿真,验证了其运行有效性。结果表明该磁控变压器的无功功率调节容量可以达到94.5 kvar,最大变比偏移量为0.439%,谐波含量仅有3.8%,节约占地面积20%,总体性能优异,可以很好地满足城市配电网无功功率补偿的需求。

正交磁化可控电抗器的设计与特性分析

为解决传统可控电抗器运行中的谐波含量高、负载能力差等问题,针对正交磁化可控电抗器开展研究。介绍正交磁化可控电抗器的结构和磁化机理,分析正交磁场的磁通分布,建立正交磁化可控电抗器的数学模型,并给出电抗器的设计方法。以此为基础设计一台小容量正交磁化可控电抗器,并利用三维有限元对其进行仿真分析。通过实验对所设计电抗器的物理参数、控制特性、伏安特性及谐波特性进行测量与分析。实验结果表明该电抗器的实测电感值与理论设计值基本相符,验证设计方法的合理性,且验证该正交磁化可控电抗器具有电感连续可调、近似线性伏安特性以及谐波电流含量低等优点。

新型正交铁心可控电抗器

传统的正交铁心可控电抗器通过控制在正交铁心上的直流偏磁场间接控制交流磁场,调节交流等效电抗。正交铁心可控电抗器具有近似线性的控制特性。基于等效简化磁路的理论分析表明,正交可控电抗器在调节过程中产生一定的谐波。基于传统的正交铁心可控电抗器提出一种新型的正交铁心可控电抗器。新型正交可控电抗器在控制等效电抗的同时消除工作绕组输出电流中的谐波成分。新的拓扑结构包含1个电压源型的逆变器和1个DC/DC控制电路。使用3维磁路方法对传统正交可控电抗器和新型的正交可控电抗器分别进行仿真研究。建立实验用的样机进行测试。实验结果表明新型拓扑结构正交铁心可控电抗器具有谐波含量低的显著特点。

电子式连续可调电抗器的控制特性

应用磁畴理论分析了基于交直流绕组正交磁化原理的可调电抗器的调控机理,在直流控制绕组通入一定的直流电流,可以降低电抗器铁芯的交流磁导率,进而改变交流绕组的电感量。通过对试验电抗器的实验数据分析处理,证明了理论分析的正确性,并建立了电感量随直流控制电流的变化关系。通过测试,分析了影响电感量调节范围的因素及电抗器在调节范围内的线性特性。

高温超导可控电抗器研究进展

电抗器是重要的无功补偿装置,在电力系统中得到了广泛的应用。可控电抗器可根据运行工况调节输出容量,以稳定系统电压,控制补偿无功功率,提高系统稳定性。将超导技术应用于可控电抗器,利用其零电阻、高通流密度特性,可减小电抗器体积,降低损耗,提高可控电抗器利用效率。目前,高漏抗式高温超导可控电抗器和正交耦合型高温超导可控电抗器已先后研发成功,本文对两类高温超导可控电抗器的样机研制、电抗特性、关键技术问题进行了归纳与总结,对其性能特点进行了分析。

新型正交铁芯三相磁控电抗器的研究

目前的正交铁芯磁控电抗器都是单相结构,按这种结构制造成三相磁控电抗器时成本高.为此,提出一种正交铁芯三相磁控电抗器,首先介绍了该正交铁芯三相磁控电抗器的结构和工作原理,并对其进行了场路耦合电气特性分析,然后用Ansoft电磁场分析软件建立该新型三相磁控电抗器三维仿真模型,通过仿真分析验证了该电抗器的空载电流谐波含量很小,且通过调节晶闸管的触发角可以平滑地调节电抗器的电抗特性,最后对该三相磁控电抗器的电磁场分布情况进行了仿真分析.

基于平面结构的正交可控电抗器磁通特性分析方法

正交可控电抗器的三维磁路模型结构较为复杂,适用于分析正交电抗器某些特性,但无法直观表达该电抗器的磁路结构。文中提出一种平面结构用于分析正交可控电抗器磁通特性,并通过仿真软件FEMM对正交可控电抗器的平面结构,进行磁通分布情况和磁路结构的分析,该方法便于正交可控电抗器的磁通特性分析,通过磁通和磁势的仿真数据结果对比,可以进一步得到正交可控电抗器的磁路模型和磁动势方程。

紧凑化正交可控电抗器电感调节特性

正交可控电抗器具有谐波含量低、电感变化较为线性的优点,在电能治理等领域有广泛的应用前景。针对传统正交可控电抗器电感可调范围小和空间占地多等问题,该文提出"十字型"和"丰字型"两种紧凑化正交可控电抗器。首先,通过电磁理论分析,建立紧凑化正交可控电抗器的电路磁路模型;其次,建立有限元仿真模型并得到其电感调节特性;最后,研制两台220V正交可控电抗器样机,并搭建实验平台进行电感调节特性测试。仿真和实验结果表明,相较于传统模型,在相同材料用量的情况下,该文所提出的"十字型"正交电抗器拓扑空间占用减小了53.7%、电感调节范围增大了1倍,"丰字型"拓扑则将电感调节范围增大了1.93倍。此外,正交拓扑还实现了控制绕组和工作绕组的解耦。

一类工业固定床反应器热点温度的非线性自适应控制

以工业邻二甲苯氧化非绝热管式固定床反应器为研究对象，通过正交配置集中化建立了一个降阶非线性动态模型。直接以降阶模型作为开环状态观测器及新型的非线性自适应控制算法设计控制器，设计了该类固定床反应器热点温度的非线性自适应控制系统。仿真结果表明，该热点温度控制系统具有良好的跟踪性能、抗干扰性能和鲁棒性能。

直流记忆磁通正交磁化可控电抗器调磁性能

针对传统正交磁化可控电抗器宽范围调磁时励磁功率较大,同时交流磁路与直流电路间存在耦合的情况,提出了一种基于直流记忆磁通的正交磁化可控电抗器。利用可反复冲去磁的铝镍钴永磁体代替直流激磁线圈产生直流磁通,并设计了交直流电路和磁路无耦合的新型正交磁路结构。仿真分析结果表明,该电抗器实现了直流磁路对交流磁路的单方向控制,使电抗器电感的控制调节更加简单。

基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器

正交可控电抗器是无功补偿的重要装置,但其本身由于特殊磁路结构会产生大量谐波。为改善其性能,本文提出了一种基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器,其基本结构是在传统的正交可控电抗器的交流侧增加谐波补偿绕组。电流型变流器检测出可控电抗器输入电流中的谐波分量,并产生与此谐波电流大小相等方向相反的补偿电流,通过补偿绕组耦合到可控电抗器的输入电流中,从而使输入电流接近正弦。本文讨论了这种低谐波正交可控电抗器的结构,工作原理及控制原理,并用Saber软件进行了仿真分析。

正交耦合型高温超导可控电抗器的设计与分析

可控电抗器作为新型无功补偿设备能够有效地补偿电网无功、限制电网过电压及改善电能质量。高温超导可控电抗器因具有控制灵活、谐波含量低、可连续平滑调节、功率密度高等优点而受到广泛关注。文中研究了一种新型正交耦合型高温超导可控电抗器,其采用平行磁通控制以增大调节范围、垂直铁心结构以降低感应电压、增加气隙以降低谐波含量,介绍了该电抗器工作原理与基本结构,搭建了有限元分析模型,进行了380V小型样机的电磁设计,并分析获得其电抗调节范围及工作电流的谐波特性。结果表明,该新型超导电抗器具有很好的无功调节性能。