【正文】 速度慢，維護起來比較困難的缺點，開關(guān)投切電容 器要頻繁操作開關(guān)的關(guān)斷，容易引起開關(guān)故障，而且響應速度也不快，容易產(chǎn)生 過電壓及諧振 ，控制起來也很復雜，只能實現(xiàn)電容器的分組投切，不能實現(xiàn)連續(xù)平滑地對無功進行調(diào)節(jié)，會將大量諧波注入到系統(tǒng)中；晶閘管控制的電抗器要求晶閘管有較高的抗壓耐流能力，價格比較昂貴；靜止無功發(fā)生器的補償效果較好，但其成本也是非常之高。從而迫切需要對系統(tǒng)無功功率進行補償。時電壓電流波形 53 Figure 517 Waveforms of voltage and current, δ=， α=150176。時，電壓電流仿真波形 51 Figure 515 Waveforms of voltage and current, α=150176。時，電壓電流仿真波形 49 Figure 513 Waveforms of voltage and current, α=60176。 Declaration of thesis originality ...................................................錯誤 !未定義書簽。 作者簡歷 .........................................................................................錯誤 !未定義書簽。 學位論文原創(chuàng)性聲明 ....................................................................錯誤 !未定義書簽。 Dissertation Date Collection...................................................................................... 57 V 圖清單 List of figures 圖序號 圖名稱 頁碼 圖 21 磁閥式可控電抗器的原理接線圖 6 Figure21 Diagram for connection of magicvalve controlled reactor 6 圖 22 磁閥式可控電抗器的電路圖 7 Figure22 Circuit diagram of magicvalve controlled reactor 7 圖 23 晶閘管導通等效電路 7 Figure23 Equivalent circuit diagram of thyristor conduction 7 圖 24 可控電抗器的磁路分析 9 Figure24 Magic circuit analysis of controllable reactor 9 圖 25 磁閥式可控電抗器工作狀態(tài)過程 12 Figure25 Working process transformation 12 圖 26 磁閥式可控電抗器等效電路圖 13 Figure26 Equivalent circuit diagram of magicvalve controlled reactor 13 圖 27 伏安特性 15 Figure27 Voltampere characteristic 15 圖 28 磁閥式可控電抗器控制特性圖 15 Figure28 Control characteristic diagram of magicvalve controlled reactor 15 圖 31 常見的鐵芯結(jié)構(gòu) 17 Figure31 Structures of normal cores 17 圖 32 直流激磁電路圖 19 Figure 32 DC exciting circuit 19 圖 33 不同控制電壓下 Bd 的變化情況 19 Figure33 Transformation of Bd under different control voltages 19 圖 34 LC 振蕩回路 20 Figure34 LC resonance circuit 20 圖 35 移相變壓器示意圖 23 Figure35 Diagram of phaseshifting transformer 23 圖 36 移相變壓器一、二次繞組電流相量圖 24 Figure36 Current vector of first and second side in phaseshifting transformer 24 圖 37 三相移相電抗器的繞組接線圖 24 Figure37 Winding connection diagram of threephase shifting transformer 24 圖 38 移相電抗器工作原 理示意圖 25 Figure38 Working principle diagram of phaseshifting reactor 25 圖 39 移相電抗器的電壓相量圖 25 Figure39 Voltage vector diagram of phaseshifting reactor 25 圖 41 新型可控電抗器原理圖 28 Figure 41 Schematic diagram of new type controllable reactor 28 圖 42 小截面 段等效為大截面段的等效磁路 30 Figure 42 Magic route of small section equal to big section 30 VI 圖 43 雙級飽和可控電抗器鐵芯結(jié)構(gòu) 31 Figure 43 Structure of two class saturation 31 圖 44 雙級鐵芯等效磁特性 32 Figure 44 Equal characteristic of two class saturation 32 圖 45 雙級飽和可控電抗器中 3 次諧波電流抑制效果圖 32 Figure 45 3rd harmonic of two class saturation 32 圖 46 可控電抗器的諧波分布 33 Figure 46 Harmonic distribution of controllable reactor 33 圖 51 磁控電抗器無功補償原理圖 38 Figure 51 Reactive power pensation Schematic diagram 38 圖 52 單相諧波電流 和無功檢測框圖 39 Figure 52 Singlephase harmonic and reactive power measuring sketch 40 圖 53 無功功率補償原理 42 Figure53 Schematic diagram of reactive power pensation 42 圖 54 相同功率因數(shù)下無功電流與負載的關(guān)系 42 Figure54 Relationship of reactive current and load under the same power factor 42 圖 55 無功功率補償效果示意圖 42 Figure55 Diagram of reactive power pensation effect 42 圖 56 控制系統(tǒng)原理框圖 43 Figure56 Block diagram of the control system 43 圖 57 補償裝置原理示意圖 44 Figure57 Schematic diagram of the pensation device 44 圖 58 軟件流程圖 44 Figure58 Flow chart of software 44 圖 59 MATLAB 中的變壓器模型 45 Figure59 Transformer Model in MATLAB 45 圖 510 磁化特性曲線 46 Figure510 Curve of magism characteristic 46 圖 511 matlab/simulink 等效仿真圖 46 Figure 511 Equivalent simulation diagram in matlab/simulink 46 圖 512 α=0176。 49 圖 514 α=120176。 51 圖 516 δ=， α=150176。 53 VII 圖 518 MCR 三相補償仿真模型 53 Figure 518 Threephase pensating simulation model of MCR 53 圖 519 系統(tǒng)穩(wěn)定運行后的電壓電流波形 54 Figure 519 System Voltage and Current of steady operation 54 表清單 List of tables 表序 號 表名稱 頁碼 表 11 可控電抗器基本類型及特點 4 Table 11 Basic type and characteristic of controllable reactor 4 表 3 1 不同結(jié)構(gòu)的鐵芯損耗比較 18 Table 31 Loss parison of cores with different structures 18 表 3 2 不同移相角下的電流畸變結(jié)果 26 Table 32 Current harmonic distortion under different shifting angles 26 1 緒論 1 1 緒論 1 Introduction 課題的研究背景及意義 （ The Background and Significance of the Subject） 上世紀七十年代 改革開放以來，國民經(jīng)濟 呈 迅猛發(fā)展 趨勢 ， 電力行業(yè)作為工業(yè)發(fā)展的支撐行業(yè) ， 也邁入 了快速發(fā)展時期。在電力系統(tǒng)中裝設(shè)無功補償裝置 [1]，可以降低線 路 損 耗 ，提高功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力和供電質(zhì)量。可控并聯(lián)電抗器能夠?qū)崿F(xiàn)對補償容量進行連續(xù)調(diào)節(jié)，是柔性靈活交流輸電的重要組成部分。 可控電抗器有著各種不同的結(jié)構(gòu)，性能也各不相同。本文將著重對磁閥式可控電抗器進行研究。 對于 可控電抗器 進行 性能改善 時，就會與 新工藝、新材料的發(fā)展有密切的聯(lián)系。 磁閥式可控電抗器的作用主要有以下幾個方面： 對電網(wǎng) 來說 （ 1）提高功率因數(shù)，降低網(wǎng)損，可以使功率因數(shù)達 到 ； （ 2）電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定能力 可以得到很大的提升 。 在 無功補償裝置安裝 之后 ，在很多 情況下能使系統(tǒng) 擴容 倍， 可以實現(xiàn)將 擴容 的 開支 大幅度地降低 。 1955 年，世界上第一臺可控電抗器在英國 BEC 電氣公司制造成功，然而由于響應時間緩慢、有效材料消耗以及有功損耗較大，限制了其推廣應用。前蘇聯(lián)專家于 1986 年提出了一種新型的磁閥式可控電抗器，這標志著飽和式可控電抗器的研究有了突破性的進展。 武漢大學 是在 國內(nèi)對磁閥式可控電抗器的開展研究 比 較早 的高校 ， 實現(xiàn)了對消弧線圈 以及 動態(tài)磁控式 的 無功補償裝置 成功研制 ， 有 良好 的 運行效果 ，此外，華北電力大學 、 上海交通大學等院校研究直流 式 可控電抗器 ， 浙江大學等較為細致 地研究了 交流 式 可控電抗器 ， 20xx 年，國內(nèi)首臺 500kV— 江陵站可控高壓電抗器 是 由西電集團、特變電工沈陽變壓器集團、華東電力設(shè)計院、中國電力科學研究院等相關(guān)單位聯(lián)合攻關(guān)自主研發(fā)的 ，其 全部的調(diào)試工作順利結(jié)束，與右荊（峽山） II 回線路同時進入全天試運行， 這意味 著 MCR 的核心技術(shù)已經(jīng) 為 我國 所 掌握， 并 達到 了 國際 的 先進水平 [8]。 三、 改進 現(xiàn)有的磁閥式可控電抗器， 把 飽和段 加長 以避免磁力線過于集中，達到 降低振動和噪音 的作用 。 對磁閥式可控電抗器響應速度的提高、諧波抑制方法及降低損耗的方法進行理論分析及研究，為磁控電抗器性能優(yōu)化打下理論基礎(chǔ)。 對優(yōu)化后的新型磁控電抗器采用 MATLAB 仿真，根據(jù)仿真結(jié)果分析電抗器無功補償效果。 在整個工作范圍內(nèi) ， 只有電抗器的小截面段的磁路 處于 飽和 狀態(tài) ，其余段均 工作在 未飽和 的 狀態(tài)，調(diào)節(jié)小截面段的磁路飽和度 可以 改變電抗器的 容量。39。i39。i 39。39。ki,cdaefb1 /2N1 /2N1 /2N1 /2Ni i（ a ） T 1 導 通 （ b ） T 2 導 通 圖 23 晶閘管導通等效電路 Figure 23 Equivalent circuit diagram of thyristor conduction 利用電網(wǎng)電壓 通過 自耦變壓后 從 晶閘管整流 可以得到磁閥式 可控電抗器的控制電源， 這樣對 節(jié)省材料和減少損耗 都是有利的 。通過變比為δ的線圈，電源 自耦變壓 ，然后直流控制電壓和直流控制電流 39。 在