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。     

单磁芯可控饱和电抗器控制量研究

提出了在常规单磁芯可控饱和电抗器的结构中增加一个检测绕组.当磁芯中存在直流偏磁磁势时,分析检测绕组输出端电压与直流偏磁磁势之间的物理关系.研究得出,当磁芯中存在正偏磁时,检测绕组输出端电压的负峰值与直流偏磁磁势是线性关系;当磁芯中存在负偏磁时,检测绕组输出端电压的正峰值与直流偏磁磁势是线性关系;且检测线圈输出端电压的峰峰值、有效值和正负半波有效值之差与直流偏磁磁势有关但均不是线性关系.试制了样机,实验结果验证了理论分析的正确性.在常规单磁芯可控饱和电抗器的结构中增加检测绕组,是可以研究当有直流偏磁磁势作用时磁芯的工作特性的,并且证明了检测绕组输出端电压的一些特征电压量如峰峰值、有效值和正负半波有效值之差均可以作为反馈控制量.     

基于PSCAD磁饱和式可控电抗器的研究与仿真

针对可控电抗器现存问题,介绍了一种磁饱和式可控电抗器的拓扑结构及工作原理,并根据其可控电抗器的铁心结构、绕组特点及其工作状态,推导了它的电磁方程,从而得到了主回路和控制回路的电压方程以及可控电抗器的等效电路.利用PSCAD/EMTDC软件搭建可控电抗器的仿真模型并进行模拟实验,通过对仿真结果与理论研究的比较,验证了该电抗器的特性.     

基于饱和变压器的磁饱和式可控电抗器分析

概述了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理,介绍了磁饱和式可控电抗器在超/特高压电网中的应用。以Matlab提供的电力系统模块集(PSB)为平台,利用饱和变压器的模型,建立了磁饱和式可控电抗器的仿真模型,计算了模型中的相关参数,并进行了相应的仿真分析。实例仿真结果说明本文的分析和仿真方法简捷有效,并且能够反映磁饱和式可控电抗器工作过程中半导体器件的参数,为其实际应用或者生产制造提供了一定的理论依据。     

磁饱和式可控电抗器的等效电路及仿真分析

利用等效电流的概念得到了磁饱和式可控电抗器比较简明的数学模型。把两个完全相同变压器的一次侧绕组顺串联 ,二次侧绕组反串联 ,得到了磁饱和式可控电抗器的等效电路 ,该等效电路准确反映了数学模型所揭示的物理规律。以Matlab提供的电力系统模块集 (PSB)为平台建立了磁饱和式可控电抗器的仿真模型 ,并用其先进的算法进行了仿真分析。实例仿真结果说明本文的分析和仿真方法简捷有效     

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。     

磁饱和式和变压器式可控并联电抗器

分析对比磁饱和式(MCSR)和变压器式可控并联电抗器(TCSR)的基本工作原理、主要工作特性、国内外研究现状以及应用前景。指出MCSR和TCSR具有无功功率连续可调和制造成本低、运行费用少的显著优点,而TCSR较MCSR又有较小的谐波电流、响应时间和功率损耗。     

基于MATLAB的磁饱和式可控电抗器的仿真模型参数及过渡时间分析

建模仿真方法和过渡时间计算是磁饱和式可控电抗器研究中值得关注的2个重要问题。根据磁饱和式可控电抗器的饱和特性,通过对小斜率磁化特性的分析,找到了电抗器额定容量、额定电压、自耦比和绕组电阻之间的定量关系,明确了基于MATLAB的磁饱和式可控电抗器仿真模型参数的设置方法。通过对小斜率磁化特性的分段线性化,把从空载到满载的过渡过程分为直流磁链随时间线性增加和控制电流根据线性RL电路充电规律变化这2个过程,得到了比较准确的过渡时间计算公式。实例仿真结果说明所提分析方法简捷有效。     

磁饱和式和变压器式可控电抗器的电压控制方法及其仿真分析

为比较磁饱和式可控电抗器(MSCR)和变压器式可控电抗器(CRT)的电压控制性能,根据电力系统电压控制原理,建立了可控电抗器电压控制系统传递函数框图,并采用工程设计方法,给出了比例积分控制器参数计算公式。建立了基于MATLAB/SimPowersystems的可控电抗器电压控制系统的仿真模型,并分别对由MSCR和CRT构成的电压控制系统进行了实例仿真与对比分析。其主要结果表明:在负荷发生突变后,分别由MSCR和CRT所构成的电压控制系统都能使线路稳态电压保持为额定电压不变;CRT电压控制系统动态性能优于MSCR电压控制系统;提出的可控电抗器比例积分电压控制方法能够满足系统电压控制的需要,而且易于工程实现。     

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。     

磁饱和可控电抗器等效模型在设计中的应用

介绍了磁饱和式可控电抗器基本结构与工作原理,引入开关函数的概念,对可控电抗器工作状态进行分析.根据电路和磁路基尔霍夫定律,提出了一种基于磁饱和可控电抗器等效物理模型的设计方法,给出了单相磁饱和式可控电抗器具体设计步骤.结合铁磁材料的磁化曲线,反复迭代验证,实际设计了一台小容量的实验样机.实验结果表明:所提出的基于等效模...     

基于饱和电抗器结构下的新型直流比较仪原理

在常规的可控饱和电抗器中增加检测绕组和反馈绕组构成一种新型直流比较仪,即它由4个绕组(检测绕组、激励绕组、直流绕组和反馈绕组)、环形磁心以及后续处理电路组成。利用电压源激励磁心,当直流偏磁磁势(即被测电流)不为0时,检测绕组的端电压是正负半波不对称的波形,研究得出,该电压的峰一峰值、总有效值以及正负半波有效值之差均与直流偏磁磁势(或被测电流)有关。利用正负半波有效值之差作为反馈控制的误差信号,并将该电压信号预处理之后,经过电压／电流变换,再由功率放大器扩流,最后送到反馈绕组中形成反方向直流磁势以平衡被测直流磁势,实现"零磁通状态",从而完成直流测量任务。仿真分析和实验结果均表明,该比较仪开环输出特性曲线不会出现虚假平衡点,因而控制可靠,仅含单磁心,结构简单,易于操作。     

裂心式磁控电抗器的偏磁特性分析

从裂心式磁控电抗器的结构与电路入手,分析了直流偏磁实现的原理,推导出各种工作状态下各支路的电流表达式,继而得到柱电流随直流偏磁电流改变的波形,最后通过实验波形,验证了理论分析的正确性：直流偏磁逐渐增大,铁心趋于饱和,相电流波形越接近正弦波,谐波含量越来越小。     

模块化无谐波可控硅控制电抗器的研究

提出了一种基于TCR模块、无需附加滤波设备的可控电抗器拓扑。它通过Y/Y/△三绕组变压器接入中、高压系统,低压侧采用双绕组结构,接有多组三角形接线的TCR模块。此拓扑注入系统的谐波电流极小,在电抗器整个运行方式下不需任何滤波装置便能达到国家标准,具有常规TCR的所有功能且占地面积小,损耗低,控制保护易实现,可靠性高,冷却系统容易实现。基于EMTDC/PSCAD的仿真研究证明该系统谐波特性好,无需附加滤波设备。     

基于PSCAD的分级式可控并联电抗器仿真研究

介绍了分级式可控并联电抗器的原理及仿真.从分级式可控并联电抗器的基本构成出发,详细说明了分级式可控并联电抗器的工作方式和原理,并给出了相应的无功容量计算公式.用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型进行仿真分析,验证了可控电抗器的功能及该仿真模型的正确性、有效性,最后总结了分级式可控并联电抗器的特点,指出分级式可控并联电抗器将是超、特高压输电线路对可控并联电抗器的主要选择.     

磁阀式可控电抗器新型二次最优控制策略

阐述了一种磁阀式可控电抗器(Magnetic Valve Type Controlled Reactor,MVCR)二次最优控制的新方法.首先建立MVCR精确离散模型,在此基础上设计合理的最优输出反馈控制输入.该控制输入可以有效提高系统的补偿精度以及响应速度,克服了传统控制方法的缺点,实现MVCR对所需无功功率的精确补...     

超高压磁控式并联电抗器仿真建模方法

从系统角度分析了可控电抗器在超高压和特高压电网中的多种作用和应用前景;结合江陵换流站500 kV磁控式并联电抗器示范工程,分析了其磁路结构和工作原理,通过理论推导得出了磁控式可控电抗器的数学模型;在此基础上,提出了复杂磁路建模新方法--磁路分解法,并建立了磁控式并联电抗器(magnetically controlled shunt reactor,MCSR)仿真模型。文章给出了10 kV MCSR原理样机的试验结果,并与软件仿真结果进行对比分析,验证了仿真模型的正确性。文中提出的磁路分解仿真建模法具有原理清晰、建模简便、模型精确、工程适用的特点,适用于电力系统电磁暂态计算,为超/特高压MCSR的分析提供了必要的仿真手段。     

一种新型自平衡直流比较仪工作特性研究

在传统的单个环形铁心式可控饱和电抗器结构中,分别增加了一个检测绕组和二次绕组,将检测绕组端电压的有效值之差作为反馈量,利用零磁通的闭环控制原理,构造一种新型自平衡直流比较仪,并从理论上证明了其可行性。提出利用最小二乘法进行曲线拟合以建立该比较仪传感头的传递函数,并基于MATLAB软件中的SIMULINK仿真环境,研究了它的动态特性、静态特性和静态误差,给出了确保整个测量系统稳定和获得最高灵敏度应满足的条件。仿真与实验结果表明,该比较仪是一种混成式自平衡装置,它兼顾了磁调制器的高敏感度、低漂移和磁放大器输出特性不会出现虚假平衡点、高线性度等优点,具有饱和电抗器结构紧凑、操作方便、控制迅速等优势。     

应用于谐振型限流器的双分裂铁心电抗器研究

为了降低串联谐振型限流器中流过晶闸管短路电流的幅值和上升率,提高电容器旁路电路的可靠性,提出一种双柱双分裂铁心电抗器,将晶闸管串接在双分裂电抗器的一个支路,然后再与补偿电容器并联。系统正常运行时,双分裂电抗器表现为大电感,流过的电流很小;在电网线路发生短路故障时,晶闸管导通,双分裂电抗器表现为小电感,快速转移流过补偿电容器的短路电流,谐振状态破坏从而实现限流功能。设计并制作了一台应用于400 V串联谐振型限流器的双柱双分裂铁心电抗器样机,基于三维棱边有限元法对电抗器磁场分布和电感参数进行了计算。电抗器以单支路小电流模式运行时,电感为192 m H;以双支路大电流运行模式时,电感为151μH。通过短路电流冲击测试发现,双分裂电抗器可实现电流快速转移且两支路电流均匀分配,电感测试值与仿真值吻合较好。为了降低晶闸管的冲击电流,提出一种在保持单支路运行电感恒定的前提下调整双支路运行电感的方法,仿真结果证明了该方法的有效性。