饱和电抗器设计与运行特性仿真

针对在需要抑制高压直流换流阀中电流变化率的问题,采用磁路法与数值仿真相结合的方法设计了一款饱和电抗器。建立了数学模型,对测试方案进行了数值仿真,并将试验和仿真结果进行了对比。     

HVDC换流阀用饱和电抗器的建模及仿真

电路仿真是实现HVDC换流阀优化设计的最主要手段,饱和电抗器作为换流阀中保护晶闸管的主要器件,其电路模型的准确与否关系到整个换流阀仿真的准确性。饱和电抗器的电路模型可以等效为非线性电感与非线性电阻的并联。本文利用磁性材料的BH曲线,获得了饱和电抗器的非线性电感特性,通过分析冲击放电试验结果获得了饱和电抗器的电阻特性,从而建立了饱和电抗器的等值电路模型。通过仿真不同电压等级的冲击放电试验,结果与试验一致,从而验证了模型的有效性。     

开关特性饱和电抗器原理及其实验

提出一种开关特性饱和电抗器,它是变压器参数与饱和电抗器性能结合的产物。提出的开关特性饱和电抗器可作为一种交流电路无源开关使用,工作原理简单、可靠,可通过控制电压等级很低的电力电子器件,控制很高电压等级电力系统交流输电回路的开关状态。阐述了这种开关特性饱和电抗器的基本工作原理与基本结构。开关特性饱和电抗器非线性暂态过程的理论分析十分困难;设计制造了220 V的实验样机,采用大量实验的方法总结开关特性饱和电抗器变化规律。实验表明,提出的开关特性饱和电抗器原理可行;暂态过程与电流大小有关;在截止过程中,开关特性饱和电抗器具有电流越大暂态过程越短的特性;该特性有利于实现短路电流限制器功能。     

饱和电抗器的原理及特性试验

饱和电抗器是非线性元件,它利用铁磁质的磁导率可变进行工作,通过改变铁芯磁通从而改变磁导率,以调节电抗器的电感量,起到直流控制交流的作用。饱和电抗器在电力系统中有广泛的应用前景,例如,在超高压电网中作调相调压设备,在输电系统中可以抑制系统过电压,提高系统稳定性,抑制功率振荡,平衡负载,无功补偿,提高功率因数及抑制谐波。     

高压直流输电用饱和电抗器及接头发热问题研究

分析了饱和电抗器及接头发热的原因,提出了降低电抗器内部发热的方法,分析了接触电阻的影响因素,对改进措施进行仿真校核并进行了温升测试。     

单磁芯饱和电抗器的建模与仿真

为了研究单磁芯饱和电抗器的控制输出特性,在单磁芯结构中增加一个检测绕组。利用多项式和双曲线混合模型拟合了磁芯磁化曲线,基于M ATLAB软件建立仿真模型并制成了电抗器实验装置。当交流激励使饱和电抗器处于饱和状态时,研究检测绕组感应电压峰值、有效值与直流偏磁磁势之间的关系曲线,并绘制控制输出特性。仿真和实验表明,该模型很好地反映了饱和电抗器的控制输出特性,有利于优化饱和电抗器参数,可快速设计实验方案。     

磁饱和式可控电抗器的工作特性及其仿真研究

介绍了一种具有完全对称磁路结构的磁饱和式可控电抗器,分析了该种可控电抗器的基本电路结构、工作原理和工作状态,并理论分析了该种可控电抗器的工作特性,主要是控制特性和谐波特性,得出了该种可控电抗器输出电流及其波形畸变率与控制量,即控制绕组所联结晶闸管触发角的非线性函数关系。通过对一小容量工业样机进行详细的仿真研究,得出了更为具体的反映该种磁饱和式可控电抗器输出电流随饱和度变化的响应特性和谐波特性。仿真结果与理论分析相一致,验证了仿真模型的正确性与精确性,并由此表明了该种磁饱和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工作特性。研究结果对于该类磁饱和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。     

晶闸管换流阀饱和电抗器磁饱和特性的仿真分析

应用电磁场有限元仿真工具,建立了阀饱和电抗器的静磁场模型和场-路耦合模型,计算了饱和电抗器的有效电感和电压时间面积,并对其中的铁芯磁饱和特性进行了仿真分析。     

高压直流换流阀用饱和电抗器性能研究

随着高压直流输电换流阀自主化的推进,换流阀饱和电抗器逐步实现了国产化并在工程中应用。为了进一步研究换流阀饱和电抗器的性能,文中结合某型式的±500 kV换流阀饱和电抗器,对饱和电抗器的水压耐受能力、直流损耗、饱和特性、温升水平、故障电流耐受能力及冲击电压下的阻抗特性等进行了研究,并将国产和进口饱和电抗器的各项性能进行了对比。结果显示,目前国产饱和电抗器的性能与进口电抗器并无差异,且部分性能指标优于进口电抗器,这既是国内厂家依托工程逐步提高的结果,也表明该型式的国产饱和电抗器的整体性能已达到国际先进水平,研究结果对后续特高压换流阀饱和电抗器的研制具有指导和借鉴意义。     

电流源型混合直流输电系统建模与仿真

为解决传统直流输电系统换相失败问题,针对电压源型混合直流输电系统存在直流故障难以处理、平波电抗与直流电容容易产生谐振、无法进行潮流反送等缺点,分析了一种新型电流源型混合直流输电系统,其特点是整流侧采用传统的电网换相换流器,逆变侧采用基于全控型器件的新型电流源型换流器。重点推导了电流源型换流器在dq旋转坐标系下的低频和稳态数学模型,并设计了相应的控制器和控制策略。在PSCAD/EMTDC中以葛南直流系统为基础搭建了电流源型混合直流系统。详细阐述了启动和潮流翻转的步骤和过程,测试了逆变侧发生三相短路故障下系统的响应和恢复特性,研究了系统的直流故障自清理能力和重启动策略。仿真结果表明,该系统具有良好的性能,是直流输电系统在远距离、大功率应用领域一种可行的改进方案。     

基于状态变量法的磁饱和式可控电抗器动态特性仿真

采用状态变量法进行了磁饱和式可控电抗器的动态特性仿真。     

高压直流继电器磁吹系统的建模与设计

高压直流(HVDC)继电器触头系统结构紧凑,难以利用栅片或产气材料来提高触头的开断性能.通过磁吹系统的外加磁场能够加快电弧的运动速度,提高灭弧能力.永磁体作为磁吹系统的关键部分,其外部磁感应强度分布不均匀,且尺寸对磁场的大小和分布影响较大,这对磁吹系统的设计造成了一定的困扰.针对此问题,该文建立磁吹系统三维有限元模型,...     

高压直流换流阀器件高频建模

高压直流(HVDC)换流站电磁干扰主要由阀体内的晶闸管在周期性的导通和关断过程中产生,该干扰中的高频分量通过辐射和传导两种形式会对换流站内的通信设备、计算机和载波系统操作等产生影响.所以,建立换流阀高频电路模型对该干扰进行预测,研究其时频特性是进行干扰机理分析的前提条件.本文对HVDC阀体内的晶闸管、阻容吸收电路和饱和电抗器的阻抗频率特性进行了测量(频率范围:100kHz～50MHz),在此基础上,通过矢量匹配方法对测量所得的离散点进行有理函数逼近,基于阻抗综合理论建立了阀体主要器件的高频等效电路.该电路能够直接应用于EMTP和PSCAD进行仿真,可为换流站内其他设备的抗干扰度以及阀厅屏蔽设计提供可靠依据.仿真结果和测量结果的比较,验证了本文建模方法的正确性.     

适用于高压柔性直流的混合式直流断路器

动态均压难、小电流下分断时间过长及经济性不高是制约混合式直流断路器应用和推广的因素,为此,提出一种适用于高压柔性直流的改进型混合式高压直流(HVDC)断路器拓扑方案.介绍了主支路电子开关和转移支路电子开关拓扑结构,并对关键元件设计给出了理论分析和说明.最后研制了500 kV混合式HVDC断路器样机,并搭建样机运行试验系...     

基于遗传算法的高压直流断路器振荡回路参数计算

利用遗传(genetic algorithm,GA)算法对高压直流断路器振荡回路电流波形进行分析,提出对直流断路器振荡回路容抗、感抗和阻尼电阻的值进行在线参数估计,实现对直流断路器振荡回路性能的正确评估,并将GA算法与MATLAB中利用最小二乘法拟合的结果进行比较,指出GA算法在高压直流断路器参数估计与状态评估方面优于传统的方法,能准确计算实际参数。     

饱和可控电抗器用于稳压节能的原理与设计

稳定供电电压是保证供电质量的重要研究内容.介绍了饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理.提出了将饱和式可调电抗器用于供电电压调节和稳定的设计方案.根据负载运行特点,通过对供电电压调节及谐波滤除,达到稳定电压节能省电的目的.     

航空高压直流起动/发电机系统非线性建模研究

本文针对开关磁阻电机的严重非线性特点,利用有限元软件分析了一种2.2 kW的三相(12/8)开关磁阻电机的电磁场,并根据得到的磁化曲线、电感曲线以及转矩曲线结合Simulink建立了开关磁阻电机起动和发电过程的非线性模型,联合得到航空高压直流起动/发电机系统的模型,得到了仿真波形。通过分析表明了该模型能很好的模拟航空高压直流起动/发电机的运行过程,从而为下一步航空高压直流电源系统的特定分析提供了一种可行的研究方法。     

冗余式高压直流无刷电机建模及仿真

首先在考虑绕组互感的基础上给出了冗余式无刷直流电机的数学模型,其次根据电机的主要参数,建立了其在有限元分析软件Magnet下的模型,静态仿真结果表明冗余式无刷直流电机的磁路设计合理,动态仿真表明冗余式无刷直流电机的动态响应快,带载能力强。