【正文】 3 磁閥式可控電抗器優(yōu)化方法 17 3 磁閥式可控電抗器優(yōu)化方法 3 MagicValve controllable reactors Optimization 磁閥式可控電抗器作為電網(wǎng)的一種成本低廉、維護(hù)簡單的可調(diào)無功源，具有廣闊的應(yīng)用空間，因此對其性能進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 具有重要的理論和實(shí)際意義。晶閘管的控制采用的是直流偏磁，控制電壓僅是電網(wǎng)電壓的很小一部分，故所需晶閘管的功率較低，從而實(shí)現(xiàn)了用小功率去控制大功率的目的，可以應(yīng)用在高壓電網(wǎng)上。0 176。磁閥式可控電抗器的伏安特性曲線 能夠通過其 電磁狀態(tài)方程計(jì)算出 來， 如 圖 27 所示。 在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，磁閥式可控電抗器在額定容量時(shí)，其鐵芯所對應(yīng)的飽和度即為電抗器的額定飽和度，用 n? 表示 ，從理論上來說，可對 n? 進(jìn)行 任意選擇，額定飽和度不同的磁閥式可控電抗器，諧波產(chǎn)生情況是非常不同的。這里觸 發(fā)控制角 ? 定義為晶閘管從承受正向電壓到開始接收觸發(fā)脈沖時(shí)的電氣角度。在小截面的鐵芯段處于不飽和的線性區(qū)時(shí)，其磁阻非常小，幾乎全部磁力線 都 從中通過，相當(dāng)于磁閥門完全打開狀態(tài) ， 圖 24(b)、 (c)分別 表示上述 兩種狀態(tài)。 通過上述分析，我們 可總結(jié)出磁閥式可控電抗器結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并得出其與傳統(tǒng) 的可控 電抗器 如下的 異同 之處 ： （ 1）磁閥式可控電抗器的繞組具有鐵芯面積減小的一段，在其整個(gè)工作范圍內(nèi)，只有 鐵芯 小截面段的磁路 處于 飽和狀態(tài)，其余段 都工作于 未飽和 的 線性狀態(tài)，小截面段磁路 相當(dāng)于一個(gè)磁閥， 這樣就有了 “ 磁閥 ” 的說法 。ki 、 39。 電源在一個(gè)的 工頻周期內(nèi)，輪流導(dǎo)通的晶閘管 有著 全波整流 的 作用。 連接于不同鐵芯繞組間的 二極管 起到了 續(xù)流的作用， 對 晶閘管 的 關(guān)斷 是 有利， 可以有 提高整流效率 的作用 。39。i39。 碩士學(xué)位論文 6 2 磁閥式可控電抗器的工作原理及數(shù)學(xué)模型 2 Working principles and mathematic model of magic controlled reactor 工作原理 （ Working principles） 磁閥式可控電抗器的原理接線圖如T1T2BBe sinmEt??S/2N LlabcdfD?1 /2N?2 /2N S 所示， 電抗器兩個(gè)工 作鐵芯面積均為 S，每一鐵芯均有長度為 l 的小截面段，面積為 Sl 。 表 11 為可控電抗 器的基本類型及特點(diǎn)。90 年代俄羅斯學(xué)者提出了變壓器式可控電抗器的概念，與傳統(tǒng)的磁通控制的可控電抗器相比， 它具有響應(yīng)速度更快、諧波電流和功率損耗更小的優(yōu)點(diǎn)。 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 (Overseas and Domestic Research 1 緒論 3 Outline of the Subject) 可控電抗器是在磁放大器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的， 在 國外 的 文獻(xiàn)中 ，于 1916年 出現(xiàn)了的 “ 磁放大器 ” 專業(yè)名詞， 磁放大器是 基于飽和電抗器原理 的，然而 直到高性能磁性材料 的 出 現(xiàn)以及 非線性鐵磁理論 得到 發(fā)展以后， 可控 飽和電抗器技術(shù) 的 應(yīng)用才有較大的發(fā)展 [4][5][6][7]。運(yùn)行時(shí)的電抗器損耗是 考核電抗器性能的 一項(xiàng)重要的性能指標(biāo) ，電抗器的損耗 包括銅損 耗 、鐵損 耗以及 雜散損耗。研究表明 ,近幾年的最有應(yīng)用前景的是兩種基本工作原理一致的磁控電抗器，即磁閥式可控電抗器和裂芯式可控電抗器，兩者都 是用直流電流控制鐵芯的磁飽和度來達(dá)到平滑調(diào)節(jié)系統(tǒng)無功功率的目的。因此對無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。時(shí)電壓電流波形 52 Figure 516 Waveforms of voltage and current, δ=， α=150176。時(shí)，電壓電流仿真波形 48 Figure 512 Waveforms of voltage and current, α=0176。 I 磁閥式可控電抗器 設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 ................................................................................................................................ I 圖清單 ........................................................................................................................... V 表清單 ........................................................................................................................ VII 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 課題的研究背景及意義 ...................................................................................... 1 課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...................................................................................... 2 本文的主要工作 .................................................................................................. 4 2 磁閥式可控電抗器的工作原理及數(shù)學(xué)模型 ........................................................... 6 工作原理 .............................................................................................................. 6 磁路分析 .............................................................................................................. 8 數(shù)學(xué)模型 ............................................................................................................ 10 等效電路 ............................................................................................................ 12 工作特性 ............................................................................................................ 13 本章小結(jié) ............................................................................................................ 16 3 磁閥式可控電抗器優(yōu)化方法 ................................................................................. 17 磁路結(jié)構(gòu)分析 .................................................................................................... 17 提高響應(yīng)速度 .................................................................................................... 19 諧波抑制研究 .................................................................................................... 21 本章小結(jié) ............................................................................................................ 27 4 新型磁控電抗器 設(shè)計(jì) ............................................................................................. 28 新型磁控電抗器結(jié)構(gòu)特征 ................................................................................ 28 新型 磁 控電抗器數(shù)學(xué)模型 ................................................................................ 29 雙級飽和電抗器降低諧波機(jī)理研究 ................................................................ 31 新型磁控電抗器本體設(shè)計(jì) ................................................................................ 33 本章小結(jié) ............................................................................................................ 37 5 新型 磁控電抗器在無功補(bǔ)償中的應(yīng)用研究 ......................................................... 38 基于瞬時(shí)無功理論的單相無功檢測 方法研究 ................................................ 38 控制方法的分析及選擇 .................................................................................... 41 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) ........................................................................................ 43 II 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................ 44 基于 MATLAB 的磁閥式可控電抗器仿真研究 ............................................. 45 本章小結(jié) ............................................................................................................ 54 6 結(jié)論和展望 .............................................................................................................. 55 結(jié)論 .................................................................................................................... 55 展望 .................................................................................................................... 55 參考文獻(xiàn) .........................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 48 圖 513 α=60176。 52 圖 517 δ=， α=150176。 無功補(bǔ)償技術(shù)在發(fā)展中不斷改進(jìn)，從早期的同步調(diào)相機(jī)，到固定補(bǔ)償電容器組、開關(guān)投切電容器及晶閘管控制電抗器等，近年來受到廣泛關(guān)注的無功補(bǔ)償裝置是無功發(fā)生器。它們各具特色適用于不同的