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。     

单磁芯式可控饱和电抗器仿真研究

为研究可控饱和电抗器的开环输出特性,分析了用于直流比较仪中单磁芯式可控饱和电抗器的结构特点、控制原理和输出特性,在该单磁芯的结构中增加了一个检测绕组,利用多项式和双曲线的混合模型对磁芯的BH磁化曲线精确拟合,并基于MATLAB6.5软件建立了仿真模型,试制了样机。仿真和实验表明,该模型可得出有关直流比较仪中单磁芯可控饱和电抗器的开环输出特性,利于研究与设计最佳结构和电磁参数的直流比较仪。     

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.     

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     

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。     

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。     

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。     

磁饱和式可控电抗器的等效物理模型及其数学模型

概述了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理。根据磁饱和式可控电抗器两个铁心及绕组的结构完全对称以及它们工作状态在正负半周里呈镜像对称的特点 ,利用傅里叶级数分析方法分析了各支路电流谐波分量及其关系。通过对两种结构形式的磁饱和式可控电抗器电磁方程的推导和比较 ,发现它们的数学本质是一致的 ,由此得到了磁饱和式可控电抗器的一种比较简单的等效物理模型。通过引入绕组端口等效磁通的概念建立了它的数学模型。该数学模型概念清晰 ,重点突出 ,形式简单 ,有利于磁饱和式可控电抗器理论的统一分析 ,且对设计研究具有一定的理论指导意义。     

新型单相低谐波饱和式可控电抗器

提出了一种新型的单相饱和式可控电抗器拓扑,将可控电抗器的控制绕组和辅助消谐绕组有机地统一起来。新的拓扑结构将控制绕组通过一个半桥控制电路和一个电压型的逆变器连接到和主绕组紧密耦合的辅助消谐绕组。消谐绕组在抑制谐波的同时担负从系统传递能量给控制绕组的功能。针对单相应用条件下,基于新的拓扑结构,利用能量平衡原理,检测系统侧的电流,在控制可控电抗器的等值电抗的同时,通过逆变器的输出电流,使可控电抗器在不同的工作状态下所产生的谐波得到补偿,从而使单相饱和式可控电抗器的谐波水平大为降低。仿真结果验证了新型拓扑结构的有效性和可行性。     

基于MATLAB多绕组变压器模型的磁饱和式可控电抗器仿真建模方法

根据磁饱和式可控电抗器(MSCR)的结构特点,提出了基于MATLAB多绕组变压器模型的MSCR仿真建模方法。通过对MSCR基本参数关系和铁芯磁化饱和特性的分析,找到了MSCR额定容量、额定电压、额定频率、自耦比和绕组电阻等参数与MATLAB多绕组变压器模型参数之间的定量关系,明确了基于MATLAB多绕组变压器模型的MSCR仿真模型参数的设置方法。实例仿真结果说明,所建MSCR仿真模型不仅可以对绕组、晶闸管、二极管等MSCR元器件的电压和电流,以及晶闸管、二极管之间的换流过程进行仿真分析,而且具有直观简单、不依赖于MSCR结构参数和准确有效的特点。     

磁控式并联电抗器内部故障仿真分析

磁控式并联电抗器(MCSR)作为电网中十分重要的无功补偿设备,具有平滑调节容量,消除操作过电压和潜供电流的作用。文中利用Ansoft Maxwell软件搭建了二维有限元模型,并使用外电路编辑器作为有限元激励源,通过仿真网侧绕组接地故障、网侧绕组匝间故障、控制绕组接地故障、控制绕组匝间故障,分析了在这4种不同故障情况下磁控式并联电抗器的工作特性。     

磁饱和式可控电抗器在配电网电容电流检测中的应用

介绍了磁饱和式可控电抗器的拓扑结构和工作原理。根据磁饱和式可控电抗器的铁芯结构和绕组特点及其工作状态,推导了它的电磁方程,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。依据该原理制作的消弧线圈可以应用于配电网电容电流的检测中,试验结果证明了该装置能够迅速补偿接地电流,且对新型消弧线圈的设计研究具有一定的理论指导价值。     

基于双饱和变压器模型的磁控电抗器仿真新方法

磁控电抗器以其控制灵活、稳定、可靠、可连续调节工作电流等优势在电力系统中得到了广泛应用,但目前对其工作原理的仿真方法存在过于复杂和繁琐的问题。为此,提出了一种基于双饱和变压器模型的磁控电抗器仿真新方法,即采用2个独立的多绕组变压器模拟磁控电抗器的工作原理,通过MATLAB软件对此方法进行了仿真验证。研究结果表明:该方法直观简单,不用考虑电抗器结构尺寸等参数,并能仿真各绕组、晶闸管和二极管等元器件的电压、电流及各绕组的磁链;基波电流(标幺值)仿真值与理论计算值的相对误差小于±1%,证明了该方法的有效性。     

磁控式并联电抗器数值计算研究

为了限制长距离输电线路上过电压和补偿线路充电功率,需要在超高压交流输电线路上装设高补偿度的并联电抗器。磁控式并联电抗器由于受铁心饱和特性影响,网侧绕组电流中不可避免地含有高次谐波。笔者以世界上首套500 k V可控示范工程为基础,提出一种基于2D有限元场路耦合方法,计算分析可控高抗控制特性,并与江陵荆门换流站500 k V磁控式电抗器实测结果对比。最后,基于上述方法对超高压750 k V可控并联电抗器网侧绕组励磁特性及谐波含量进行分析,通过与现场运行实测数据对比,验证计算方法满足工程应用的有效性。     

n级饱和磁阀式可控电抗器结构特性和仿真方法

多级磁阀结构的提出在一定程度上有效减小了磁控电抗器输出电流的谐波含量,但也引入了磁阀的级数和磁阀尺寸的优化、电抗器容量变化及结构设计制造复杂等一系列问题。一方面,从磁控电抗器的磁阀结构出发,详细建立了n级饱和磁阀式可控电抗器的磁化特性、电流特性的数学模型,在此基础上,对采用准优化、面积渐变、半径渐变和优化4种设计方法的n级饱和磁阀式可控电抗器,从谐波、容量、结构复杂度等多方面进行综合分析,确立了相对最优的磁阀级数与尺寸设计方案。另一方面,研究了n级饱和磁阀式可控电抗器主要参数之间的关系,同时指出其在MATLAB中仿真模型的参数设计方法。仿真结果验证了所给出的n级饱和磁阀式可控电抗器仿真方法的有效性及结构特性分析结论的正确性。     

基于MATLAB的磁阀式可控电抗器仿真建模

以磁阀式可控电抗器(magnetically controlled reactors,MCR)无功补偿装置作为研究对象,阐述其工作原理和电磁特性。选取2个相同参数的饱和变压器作为MCR的本体,在MATLAB/Sim Power System平台上搭建仿真模型,通过设定饱和变压器的额定容量、额定电压、自耦比、绕组电阻等参数,得到不同触发角的MCR工作电流和磁链波形。仿真结果与铁心运行时的电磁特性理论分析结果相符,说明仿真模型正确。     

基于PSCAD变耦式可控电抗器的研究与仿真

本文介绍了一种不同于传统抗器的新型的电抗器——变耦式可控电抗器,此电抗器是通过改变互感器的耦合系数来独立调节线路电抗。文章分析了可控电抗器的电抗特性,并从绕组电势构成的观点详尽讨论了可控电抗的控制原理。用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建模型进行模拟实验,通过对理论研究与仿真结果的比较以及谐波的分析,验证了其电抗的可控性以及该仿真模型的正确性、有效性。     

220V磁饱和式可控电抗器分析简

文中研究了一种单相磁饱和式可控电抗器,利用磁化曲线非线性的特点,通过调节控制绕组的励磁电流,来改变铁心柱的磁饱和程度,即调节磁路中铁心的工作点,进而改变工作绕组的交流等效电抗.     

TCT式并联电抗器控制绕组匝间故障保护方案

基于对晶闸管控制变压器(TCT)式并联电抗器的本体结构和控制绕组匝间短路故障特性分析,提出一种针对其控制绕组匝间故障保护的新方案。该方案综合利用控制绕组匝间故障时网侧零序电压低、补偿绕组零序电流大的特点,采用主判据和辅助判据相结合的方式,主判据采用零序过电流保护元件,采取两段式的整定方式以兼顾匝间故障下保护的灵敏度和容量调节过程中的可靠性;辅助判据由网侧零序高电压闭锁元件构成,并增加闭锁判据,保证TCT式并联电抗器在系统非全相运行、区外不对称故障、电抗器空投、容量调节等暂态过程中保护可靠不误动。基于仿真测试结果确定了所提方案的具体整定方法,并对灵敏度进行了校验,分析计算的结果证明了所提方案的可行性和有效性。