Calculation and analysis of losses of magnetic-valve controllable reactor

Magnetic-valve controllable reactor(MCR)has characteristics of DC bias and different types of magnetic flux density in the magnetic circuit and winding current distortion.These characteristics not only lead to loss calculation method of MCR different from that of power transformer,but also make it more difficult to calculate the core loss and wingding loss of MCR accurately.Our study combines core partition method with dynamic inverse J-A model to calculate the core loss of MCR.The winding loss coefficient of MCR is proposed,which takes into account the influence of harmonics and magnetic flux leakage on the winding loss of MCR.The result shows that the proposed core loss calculation method and winding loss coefficient are effective and correct for the loss calculation of MCR.

基于MCR和MSVC的220kV变电站多电压等级无功电压综合控制

目前变电站的电压无功综合自动控制装置主要是针对110k V及以下两个电压等级的变电站,且仅以低压侧电压和高压侧功率因数作为主控目标。对于220k V三电压等级变电站,本文提出一种基于磁控电抗器(MCR)和磁控静止无功补偿装置(MSVC)的变电站多电压等级无功电压综合控制方法,在综合考虑主变压器各侧的相互影响以及两侧无功补偿装置的配合作用的基础上,以变电站三侧母线电压和高压侧功率因数为控制目标。同时本文建立了包含两台主变压器的变电站Matlab/Simulink仿真模型且进行了仿真研究,主变中压侧配置MCR、低压侧配置MSVC,并将其与单独在低压侧接MSVC和单独在中压侧接MCR的仿真研究进行对比,结果表明中、低压侧配合协调控制的方法可在不同的运行方式下实现三侧电压合格以及总体无功平衡,有效地改善电能质量。

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%。

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。

基于模糊神经网络的MCR电压无功控制

针对磁控电抗器MCR恒压/恒功率因数控制模式无法兼顾电压及功率因数的不足,提出综合考虑电压及功率因数的模糊神经网络加权控制策略,详细阐述模糊神经网络控制器的结构及其参数调整方法,设计由恒压和恒功率因数模糊神经网络控制器组成的控制系统,控制MCR输出的感性无功。算例仿真结果表明,该控制系统具有良好的负载跟踪特性,能实时跟踪电网电压及功率因数的变化;与传统PI闭环控制模式相比,具有超调量更小及响应时间更短等特点。

MCR型SVC在轧钢供电系统中的仿真与应用

针对某轧钢厂10 kV母线的电能质量治理问题,将MCR型静止型动态无功补偿器(SVC)应用于该厂供电系统的改造。介绍了MCR型SVC的工作原理及特点,根据该厂10 kV母线的实际负荷情况,利用Matlab/Simulink仿真软件,搭建MCR型SVC仿真模型并进行仿真设计。实测数据表明,MCR型SVC在10 kV轧钢供电系统中能够有效地提高功率因数、抑制谐波,说明所采用的工程设计结合仿真分析的方法取得了良好的效果。

浅谈MCR型磁控电抗器的控制方式

分析了几种磁控电抗器的控制方式,介绍了其中两种控制方式的控制原理、控制特点及响应速度。研究了提高响应速度的原理及方法。提出高压自励磁加低压外励磁混合触发方式对提高响应速度的作用,并使用计算机仿真软件进行验证。高压自励磁加低压外励磁混合触发方式可使MCR型磁控电抗器的响应时间减少至30 ms,可基本解决MCR型磁控电抗器响应时间长的问题。

磁阀式可控电抗器在高压电机软起动中的应用

在比较各种软起动方式的基础上,提出了一种新型电机磁控软起动方案,即在电动机定子回路串入磁饱和可控电抗器来实现电机的软起动,能保证电动机按负载要求的起动特性平滑起动,有效地降低电机起动对电网的冲击。

基于分级磁阀结构的三相磁控电抗器谐波抑制研究

为了降低磁控电抗器MCR产生的谐波对电网的影响,笔者提出将MCR工作铁心设计为分级磁阀结构,并建立了这种铁心结构的磁路等效数学模型。在分析一般磁控电抗器谐波分布特性的基础上,给出了分级磁阀结构电抗器的谐波抵消原理。计算结果表明分级磁阀结构电抗器将现有MCR半极限饱和条件下输入电网的最大谐波电流含量由6%降低到3%。

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。

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。

磁控电抗器在右江500kV线路中的应用

我国超高压输电线路中普遍安装的固定高压并联电抗器显著地制约了传输功率,使线路电压过分降低。而磁控电抗器能平滑调节无功容量,抑制操作过电压和限制单相故障时引起的潜供电流。对磁控电抗器取代常规并联电抗器应用于三右—江陵500kV输电线路进行了研究,介绍了磁控电抗器的结构和基本工作原理,建立了磁控电抗器模型并在此基础上着重分析了磁控电抗器的特性。利用仿真验证了磁控电抗器应用于三右—江陵500kV线路抑制操作过电压和限制潜供电流的效果,以及磁控电抗器应用于超高压输电线路的可行性和有效性。

基于磁控电抗器的谐波励磁方法

为了降低磁控电抗器(MCR)补偿无功功率时工作电流中的谐波含量,提出了一种新的抑制MCR谐波的方法。该方法利用MCR特有的工作方式,在其低压直流控制绕组中加入谐波电压,让其产生的特定次谐波磁通抵消铁芯中由于MCR铁芯饱和后磁化曲线非线性的影响,从而使各分支工作绕组中生成的电流中不含有该次谐波电流,这样便可有效抑制总工作电流中的谐波生成,使总工作电流谐波含量极小。同时本设计将MCR控制绕组中直流控制电压的调节与谐波电压的生成控制结合在一起,从而实现了一个直流控制电源双重功效的作用。使其在直流控制交流及谐波抑制两个方面具有低压控制高压、小容量控制大容量的优点。通过理论分析及实验仿真,证明了所述方法的可行性及有效性。

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.

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.

超高压可控电抗器抑制内过电压及潜供电流

针对我国超高压输电线路中普遍安装的固定高压并联电抗器显著制约线路传输功率的缺点,提出采用可控电抗器来代替的方案。首先介绍了可控电抗器的结构和工作原理,建立了基于小斜率磁化曲线的可控电抗器模型。针对此模型着重分析了可控电抗器的谐波特性、伏安特性、控制特性和响应时间特性,列出了可控电抗器中性点小电抗器的计算公式。根据三右-江陵500 kV输电线路建立了超高压线路模型,仿真研究了可控电抗器应用于该线路后对工频过电压、操作过电压以及潜供电流的抑制效果。仿真结果表明:可控电抗器除了能随着系统传输功率的变化来平滑调节无功容量,还能抑制故障时产生的工频过电压和操作过电压,限制单相故障时引起的潜供电流,成功实现单相自动重合闸。从而验证了可控电抗器应用于超高压输电线路的可行性和有效性。

计及低穿控制的双馈风电机组故障电流特性研究

推导了双馈风电机组在额定运行工况下定、转子短路电流的近似求解公式,分析了双馈风电机组在对称短路情况下的短路电流特性。基于Matlab/Simulink仿真平台,构建了基于磁控电抗器(Magnetically Controlled Reactor,MCR)的动态无功补偿装置(MSVC)和撬棒(Crowbar)保护电路的双馈风电机组低电压穿越模型,仿真验证了不同电压跌落下的双馈风电机组(低穿)能力,研究了Crowbar和MSVC的投切对于双馈风电机组输出短路电流的影响。

基于DSP和ARM的磁阀式可控电抗器控制系统

为了对磁阀式可控电抗器(MCR)进行有效的控制和监测,以DSP和ARM数字处理器为核心,设计了MCR的控制系统。系统采样负载电压、电流,由dq算法得到需要补偿的无功功率,再由DSP控制算法输出对应晶闸管导通角的触发脉冲,进而调节MCR无功补偿量。基于ARM系统建立了界面友好的人机界面系统,供用户设置系统运行参数,查看系统运行数据,保存和查询故障记录。实验结果表明该系统可靠、实用。

钢铁企业非线性负荷与无功补偿装置的应用分析

在介绍钢铁企业轧机、电弧炉、钢包炉等典型非线性负荷特征的基础上,分析了无功功率和谐波等电能问题及治理措施,以及典型无功补偿成套装置的运行原理及应用效果,比较SVC、MCR、STATCOM装置的性能和优缺点;并对无功补偿技术及其发展前景作了展望。

磁控电抗器在调节电网电压中的应用

电压是电能质量的重要指标之一,电压质量不好将严重影响电力系统运行的安全性和稳定性。本文分析了影响母线电压的因素,针对母线电压超上限的问题提出了采用磁控电抗器进行调节的办法,并通过具体的工程应用及测试数据来验证实施效果。结果表明合理选择磁控电抗器参数和控制策略并配套相应的控制装置可以起到调节母线电压的作用。