基于磁通补偿的高压大容量可控电抗器

研究了一种新型的基于磁通补偿的高压大容量可控电抗器(CRMFC).对于带气隙的变压器,控制它的二次侧电流,使其与一次侧电流反相(或同相),那么,可以在变压器的一次侧端口得到随着一、二次侧电流大小比例变化的电抗值.为了提高电抗器的电压等级和容量,将变压器设计成多绕组的结构形式.文中从理论上证明了多绕组共同工作与双绕组的等效性,讨论了该可控电抗器合适的工作区间,并提出了适合此类可控电抗器的控制方法.在此基础上,研制成功了6kV、800kVar的实验样机,并进行了大量的实验.实验结果证明,该电抗器具有低谐波、快响应、大范围连续可调和低损耗等优点.     

基于磁通可控的可调电抗器的新原理

提出一种基于磁通可控的可调电抗器的新原理，通过对带气隙变压器的电压方程分析得知，当在变压器的二次侧采用有源的方式注入一个与一次侧电流频率相同，相位相反的电流时，随着注入电流的幅值的变化，变压器的主磁通会发生连续变化，从而实现了变压器的一次侧阻抗的连续无级可调，此新原理可用于故障电流限制，控制电力系统潮流，消弧线圈和TCSC（晶闸管控制串联电容器）等领域，在电力系统柔性输电装置中将有广阔的应用前景。实验结果证明此新原理的正确性。     

基于基波磁通补偿的高压大容量串联型有源滤波器工程应用

提出了将基于基波磁通补偿(FMFC)原理的串联混合型有源电力滤波器(SHAPF)应用于中高压系统。介绍了有源电力滤波器的滤波原理、串联变压器的设计,以及逆变器的设计和控制。样机实验结果表明:该有源滤波装置的滤波效果良好、可靠性高,同时该SHAPF的谐波压降对负载供电的影响很小;只投入有源滤波器,而没有投入无源滤波器时,仍然有较好的滤波效果。该技术可应用于电压更高、容量更大的电力系统。     

多并联支路型可控电抗器短路电抗对支路电抗和电流的影响

短路电抗对支路电抗和电流的影响是造成多并联支路型可控电抗器(Controllable Reactor of Multi-parallel Branch Type,CRMB)支路电抗和电流额定值的选取困难、以及设备利用率下降的重要原因。根据CRMB各支路晶闸管依次导通和关断的工作特点,采用递推算法求得了CRMB支路电抗和电流的计算公式。对这些计算公式的函数分析和算例分析后指出,支路电抗随着短路电抗的增大而减小;支路电流额定值随着短路阻抗的增大而增大,而其支路电流额定值利用率最小值随着短路电抗的增大而减小;为了提高CRMB设备利用率,CRMB短路电抗应小于一个由电流额定值利用率的最小值、CRMB支路容量递增系数和支路数决定的最大值,由此可以选取短路电抗、支路电抗和电流的设计额定值。研究结论可为CRMB的工程设计和变压器式可控电抗器的研究提供理论参考。     

可调电抗器综述

可调电抗器对于电力系统的稳定性与安全性起到重要作用,为此介绍了可调电抗器的具体应用,阐述其发展历史和研究趋势,并对目前已有的各种可调电抗器按照其调节方式进行分类.首先对于各种类型的可调电抗器,介绍其工作原理,给出结构图,并介绍一些应用实例;其次对于一些特殊类型的可调电抗器也进行了介绍,如虚拟气隙可调电抗器、磁路转移型可...     

新型磁通补偿式空心可控电抗器

介绍了一种新型磁通补偿感应式可控电抗器,分析了该新型可控电抗器的基本结构、工作原理,在其空心绕组及其外的电磁屏蔽之间,新加多组控制绕组,通过将其开闭实现电感值的改变。通过场路结合的分析方法,理论计算了该可控电抗器的电感值,并通过对一小容量样机进行详细的实验研究,得出了包括控制特性、谐波特性、输出电流及其波形畸变率。实验结果与理论分析一致,验证了模型的正确性与精确性,并由此表明了该种磁通补偿式可控电抗器具有控制性能良好、输出电流谐波分量很低的优点。研究结果对于磁通补偿式可控电抗器的工程设计与运行分析具有一定的理论指导与实践参考意义。     

关于特高压可控并联电抗器

扼要介绍了高漏抗变压器型、磁阀型和多并联电抗支路型3种电抗器,列出了它们的优点和存在的问题,同时指出,线路侧的可控电抗器必须具有瞬间(线路操作和发生故障时)恢复全容量补偿的高速响应能力,而中性点小电抗的参数亦应根据全容量补偿的条件确定。     

基于磁通可控原理的新型消弧线圈系统

本文提出一种基于磁通可控原理的新型消弧线圈系统,当在消弧线圈的二次侧采用有源的方式注入一个与一次侧电流频率相同,相位相反,幅值连续变化的电流时,消弧线圈的一次侧电抗值可实现连续无级可调。该消弧线圈二次侧采用了多支路并联结构,以满足二次侧低压大电流的要求,且与二次侧只有一条支路的情况等效。当系统采用单极倍频的PWM斩波方式来跟踪一次侧电流来产生二次侧电流时,只要保持给定相同,二次侧各支路的输出完全相同。仿真结果证明了此新型消弧线圈系统的正确性。     

基于磁通可控的新型自动调谐消弧线圈

提出了一种不产生谐波,宽范围自动快速补偿对地电容电流的新型自动调谐消弧线圈的设计原理,其核心是基于磁通可控的大容量连续可调电抗器,而系统对地电容检测采用频率扫描法.文中详细分析了它们的原理,并说明了系统实现接地故障时电抗器与对地电容自动调谐的方法.样机实验证实了设计原理和方法的正确性.     

一种基于磁通可调电抗器的线路串联电容补偿新方法

在介绍TCSC工作原理的基础上,针对现有TCSC存在的动态补偿响应速度较慢、引入大量谐波等不足,设计了一种电力线路无功柔性补偿的方案,提高了响应速度,并在很大程度上减小了谐波的引入。最后,搭建了MATLAB仿真模型,通过仿真分析验证了该方案的正确性与可行性。     

考虑漏磁效应的新型磁控可调电抗器的磁路建模和特性

为了扩大磁控可调电抗器(Saturable-Core Controllable Reactor,SCCR)的电抗调节范围并保持良好的线性控制特性,设计和研究一种基于磁放大原理的新型磁控可调电抗器结构,该电抗器铁心磁路中设置有气隙。论文分析了该可调电抗器的磁化机理和控制特性,利用三维有限元方法(FEM)计算了新型磁控可调电抗器的磁场分布,建立了考虑漏磁效应的磁控可调电抗器的等效磁路模型。研究结果表明,新型磁控可调电抗器的电抗控制特性线性调节范围宽,对直流偏磁电源容量要求小。通过将仿真计算与样机测试结果比较,验证了所建立等效磁路模型的正确性和有效性,对新型磁控可调电抗器的设计和应用具有参考价值。     

基于磁阀式可控电抗器的变电站电压无功控制策略的研究

针对变电站存在的无功倒送和电容器组只能进行分级无功补偿的缺点,分析了基于自励磁磁阀式可控电抗器的动态无功补偿方案,利用MATLAB进行仿真,以实时计算为基础,实现电抗器的连续平滑调节,再配合固定电容器组具有抑制电压波动,稳定功率因数,快速补偿无功的特点,满足变电站无功电压综合控制的需要。     

磁阀式可控电抗器型静止无功补偿装置在光伏发电系统的应用

针对光伏发电站出力受日照影响较大的问题,提出基于磁阀式可控电抗器（magnetic control reactor, MCR）的无功补偿方案,并阐述了MCR型静止无功补偿装置（static var compensator,SVC）的工作原理。以西藏日喀则地区35 kV光伏发电站为例,根据其运行工况制定了十七区控制策略,对投入MCR型SVC前后的母线电压变化趋势进行对比,结果表明所提的MCR型SVC在光伏发电系统中具有良好的无功补偿效果。     

基于磁集成技术的变压器式可控电抗器的结构设计与分析

为了实现变压器式可控电抗器(CRT)"高阻抗、弱耦合"的设计目的,基于磁集成技术,提出了阵列式磁集成CRT结构。通过分析此结构各绕组磁通关系以及建立其等效电路,推导出各绕组的短路阻抗与短路电流的计算式,并进行绕组短路阻抗与短路电流的举例计算。磁通分析与举例计算结果表明,所提出的阵列式磁集成CRT结构将控制绕组与限流电感集成在一起,将各控制绕组的短路电流维持在了额定值,在满足CRT"高阻抗"设计要求的同时减少了分立磁件数目;此外,随着后续控制绕组的投入,已经投入运行的控制绕组电流保持不变,即达到了各控制绕组间完全解耦的目的,满足CRT"弱耦合"的设计要求。     

基于磁状态调节机制的可控电抗器分析设计

针对电力系统对可靠性、节约能源、智能化的要求,提出一种基于纳米复合磁性材料、具有内在磁状态自动调节能力的可控电抗器磁路设计方案。首先,分别从宏观及微观角度研究复合磁性材料的磁化模型,确定剩磁与矫顽力的关系并给出材料的制备工艺;其次,运用磁路磁阻理论分析方法,将制备的纳米复合磁性材料植入传统可控电抗器中,完成电抗器结构设计和电磁设计方案;最后,提出该电抗器的磁路设计方法并制备了一台220V/1k V?A/700m H样机,建立实验系统及其控制系统。仿真及实验结果表明,基于纳米复合磁性材料的可控电抗器仅依靠材料的剩磁即可实现连续、平滑的电感值调节,对电力线路能够进行快速无功功率补偿,节能效果显著。所设计的可控电抗器可以作为一种保障智能化电网安全运行的新型电力设备。     

基于磁通补偿的新型有源电力滤波器的暂态特性分析

笔者提出一种新型单相并联混合型电力滤波方案。该方案采用磁通补偿原理和谐波电流分流技术,可以进一步降低APF所需容量,并有效改善滤波系统的性能。为分析该方案的相关特性,文中建立了它的稳态及暂态过程数学模型。重点分析PID控制器比例、积分、微分参数kp、ki、kd对暂态过程中的滤波特性和APF所需容量的影响,分析结果表明,控制器参数设置对滤波器暂态特性有重要影响,该分析为PID参数的设计提供了一定的理论参考。     

变压器式可控电抗器磁集成结构设计与仿真分析

为实现变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)"高阻抗、弱耦合"的设计原则,结合磁集成技术提出了一种变压器式可控电抗器磁集成结构,其工作绕组根据功率级数由多段绕组并联组成,所有绕组均采用饼式结构。每段工作绕组与一个控制绕组组成结构基本单元,工作绕组与控制绕组间设置有铁饼以实现"高阻抗",各基本单元间设置分割铁心以实现"弱耦合"。基于ANSYS软件,采用"磁场-电路"耦合法对磁集成结构的磁场和电流进行有限元算例求解,其结果说明此结构能够满足CRT"高阻抗、弱耦合"的设计要求,验证了此结构的正确性。这种磁集成方法为磁集成技术在电力设备中的进一步应用提供了参考。