基于磁控电抗器的控制系统设计

为提高磁控电抗器(MCR)的快速性和准确性,设计了一种MCR快速响应电路,实现了MCR的快速励磁和快速去磁。在此基础上,利用数字信号处理器(DSP)芯片极强的运算能力和极高的稳定性,以及现场可编程门阵列(FPGA)芯片极强的控制性能,提出了一种以DSP和FPGA混合系统作为MCR控制系统的控制方案,该控制系统由信号取样、信号处理、信号输出、显示等模块组成。仿真和实验结果表明,该套系统可以对MCR进行准确可靠地控制,并使得MCR的励磁和去磁过程均在0.02 s以内完成,极大地提升了MCR的性能,拓展了MCR的应用范围。

750kV磁控式可控高抗谐波特性仿真与实测分析

基于新疆西北联网第二通道工程中的鱼卡母线可控高抗系统调试,对750 kV磁控式可控高抗的谐波特性进行仿真与实测分析。建立可控高抗详细电磁暂态模型,对稳态运行及空载投切操作产生的谐波进行仿真计算,并与现场实测波形进行对比分析。可控高抗稳态运行时网侧电流主要含有3次、5次、7次等奇数次谐波;预励磁方式下投空载可控高抗的励磁涌流比无预励磁时幅值高,产生的谐波以2次分量为主,谐波的衰减趋势与可控高抗工作点的移动有关。研究结果明确了磁控式可控高抗的谐波特性,为进一步分析其与电网的相互影响提供参考。

新型磁控电抗器快速响应技术

磁控电抗器(MCR)因调节灵活等优点在电力系统无功补偿及限制过电压等方面得到了广泛应用,但响应速度较慢限制了MCR的应用。为提高磁控电抗器的响应性能,分析了MCR的工作原理及响应机理,并设计了一种MCR快速响应结构,其利用IGBT电路控制直流励磁电流大小及方向,实现快速励磁与去磁。仿真和试验结果表明,该快速响应结构可使MCR的励磁和去磁时间限制在30 ms以内,有效地提升了MCR的响应性能。

基于波形自相关的磁控式并联电抗器合闸防误动方案

磁控式并联电抗器(MCSR)容量大范围平滑可调,是解决超/特高压电力系统无功、电压控制难题的有效措施,MCSR的安全稳定运行关系到系统的无功平衡和电压稳定。针对MCSR预励磁合闸导致基于总控电流基频分量的匝间故障保护误动的问题,提出了基于分相控制绕组电流波形自相关分析的合闸防误动方案。首先分析了MCSR在正常运行、预励磁合闸、匝间故障等工况下分相控制绕组电流的波形特征,利用计及了幅值差异的分相控制绕组电流及其延迟半周期的改进波形自相关系数,构成了合闸防误动方案,基于MATLAB/Simulink的仿真实验验证了方案的有效性。

新一代励磁调节器平台的研制及应用

针对当前励磁调节器在工程应用中面临的新问题和新挑战,提炼出共性需求,在低频振荡抑制、主辅环协调控制、调相机控制策略、多场景支撑等方面进行了研究。提出了适应新需求的励磁调节器平台技术方案;实现了励磁调节器同步采样、双机冗余控制、闭环控制、脉冲触发、智能诊断等核心功能模块,并针对关键环节的可靠性设计进行了详细探讨。基于该技术方案研制的新一代励磁调节器已在大型电站、磁控电抗器、大型调相机上获得了成功应用。

他励式磁控电抗器的响应速度改善研究

他励式磁控电抗器(SMCR)动态响应速度慢的固有缺陷使得其动态无功补偿性能受到了限制。本文利用SMCR自身结构和内部磁通的流通特点,提出在旁轭增加辅助绕组构成辅助励磁回路的SMCR快速性改善新措施。独立辅助励磁回路可以连接在SMCR的控制绕组或工作绕组上,通过建模分析得到了两种连接方式各自的等效电路,并在Matlab/Simulink仿真平台上分别搭建了仿真模型。仿真结果表明本文给出的SMCR快速性改善措施和理论分析是正确有效的。

基于磁阀式可控电抗器的无功控制系统

为了改善电网无功功率不平衡导致的电网电压巨大波动、功率因数低落等问题,设计了一种基于磁阀式可控电抗器的无功控制系统。该系统采用多变量控制策略,通过控制电抗器的输出感性无功,实现功率因数控制、母线无功功率和母线电压的连续调整。试验结果表明,多变量控制策略能有效应用于系统目标参数控制,达到了预期的效果。

快速响应磁控电抗器的新结构与控制方法

基于磁控电抗器(magnetic control reactor,MCR)的动态无功补偿装置可直接接入1 000 kV电压等级运行,控制灵活、可靠性高,因此MCR受到广泛关注和研究。但MCR响应速度较慢的固有问题限制了它在很多场合的应用。通过理论分析得出,影响磁控电抗器响应速度的作用机理在于工作绕组中存在直流感应电压以及作用回路。提出了工作绕组串联的结构设计方案以及相应快速励磁控制策略,提高了磁控电抗器的响应速度。详细介绍了绕组配置方法及其工作原理,给出快速励磁电压显示表达式。仿真与实验结果验证了理论分析的结论,结果表明所提结构设计与控制方法可以使磁控电抗器的响应速度提高到10ms。

磁饱和可控电抗器数值仿真和实验研究

磁饱和可控电抗器是一个带铁心的非线性电抗器,有直流和交流绕组。其工作原理是通过控制直流励磁来改变铁心的饱和程度,从而改变电抗器电感值。本文研究了在交流励磁和直流励磁共同作用下,可控电抗器的工作原理,并通过有限元仿真软件ANSYS建模和试验室物理试验进行了验证。理论分析和试验证明通过对直流励磁的控制,可以有效调节交流电感值。

超/特高压磁控式并联电抗器合闸过程分析及其影响研究

工程经验表明,超/特高压磁控式并联电抗器(magnetically controlled shunt reactor,MCSR)直接合闸会带来MCSR励磁系统直流母线过电压和对系统的谐波污染等问题,威胁设备自身及系统的安全,必须予以重视。针对上述问题提出了MCSR控制绕组带直流预励磁的合闸方案。基于新疆西北联网第二通道工程中的鱼卡站750?kV MCSR的绕组结构及工作原理,分析了MCSR稳态运行时各绕组电流的特性,推导了带预励磁合闸情况下控制绕组电流的解析表达式,并定性分析了控制绕组电流的变化特征,同时探讨了直接合闸时控制绕组上不平衡电动势的产生机理。在此基础上,对比分析了两种合闸方式对MCSR本体及系统的影响。分析结果显示,带预励磁合闸能避免直接合闸造成的过电压,并有效改善谐波污染问题,数字仿真和动模试验结果验证了理论分析的正确性。

一种简单实用的磁控电抗器双重快速励磁电路

提高磁控电抗器的响应速度是拓展磁控电抗器应用范围的迫切需要。本文介绍1种由双全波可控整流电路组成的双重励磁电路,不仅提高了磁控电抗器的响应速度,还具有电路结构简单、控制方便、经济性好的特点,特别适合于大容量磁控电抗器的快速励磁。

基于Jiles-Atherton逆模型的磁阀式可控电抗器铁心饱和度分析

磁阀式可控电抗器(MCR)是电力系统中的无功补偿装置,其容量调节通过改变磁阀的铁心饱和度实现。为了对MCR的铁心饱和度进行实时、准确的分析,从而优化MCR的输出控制,保障铁心磁阀安全可靠工作,基于Jiles-Atherton(J-A)逆模型对MCR进行数学建模,并通过电磁计算程序,对比分析不同状态变量对MCR输出特性的影响。结果表明,励磁支路的直流激磁电流与饱和度具有较好的线性关系,可以作为铁心饱和度的分析及观测指标。研究及结论有助于实现MCR铁心饱和程度及励磁支路状态的在线监测,优化调控MCR输出无功功率。

磁控故障限流器模型试验分析

介绍了一种根据磁控电抗器原理设计的短路故障限流器。分析了磁控故障限流器的基本结构、工作原理和试验数据。

磁控电抗器励磁绕组感应高压对励磁系统的影响及对策

磁控电抗器励磁绕组两端的交流电压本应为零伏,但是由于磁控电抗器结构设计^([1-10])的原因及制造工艺的对称偏差等因素的影响,导致励磁绕组两端存在着较高甚至很高的交流电压,成为引发励磁故障及本体故障的隐患。在分析励磁绕组感应高压产生的根源的基础上,分析感应高压的危害,提出减小感应高压影响的措施。

可控电抗器励磁装置拓扑结构研究

分析表明,电抗器是电力系统无功补偿中的重要关键设备,磁阀式可控电抗器利用控制电抗器铁芯饱和程度来控制电抗器容量,可以适应电压快速波动的场合。针对传统磁阀式可控电抗器在励磁过程中响应时间过长的缺点,探讨可显著提升可控电抗器响应速度的励磁装置拓扑结构,该电路结构设计了直流斩波激磁和去磁电路,可以快速灵活调节励磁绕组的励磁电流,从而快速调节可控电抗器无功容量,电抗器响应速度提升效果显著,提高电网的稳定性、安全性和运行效率,有利于维持电网系统可靠、稳定地运行。