高温超导可控电抗器的研究

电抗值可调的电抗器在提高电力系统的稳定性和电能质量方面具有重要作用.本文介绍了高温超导可控电抗器的结构设计和材料选择,并对其热特性进行了研究,最后总结了高温超导可控电抗器在发展中的关键问题.     

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。     

变压器式可控电抗器绕组电流分析

为提高变压器式可控电抗器的工作效率,对绕组电流进行了分析。为此,基于顺次单支路工作模式下的绕组分级原则,在考虑所有绕组自、互漏抗影响的基础上,推导出了不同工作状态下的绕组电流、额定电流利用率与等效漏抗的函数关系,并给出了能使电抗器高效工作的等效漏抗设计要求。通过算例说明等效漏抗会影响控制绕组电流的分配,导致额定电流利用率低下,并由此提出电抗器设计需满足"小漏抗"原则。结果表明,当等效漏抗小于由功率递增级数、绕组额定电流利用率设计值、第1级控制绕组容量比、绕组个数及短路电抗确定的最大值时,控制绕组额定电流利用率可以满足设计要求,即变压器式可控电抗器可工作于高效状态。     

基于磁路的变压器式可控电抗器漏磁场计算

基于CRT的顺次单支路调节模式,采用磁路计算方法推导了不同负载下CRT的磁场计算通式。进行了算例分析,并与场路耦合的有限元计算结果进行了对比。     

紧凑化正交可控电抗器电感调节特性

正交可控电抗器具有谐波含量低、电感变化较为线性的优点,在电能治理等领域有广泛的应用前景.针对传统正交可控电抗器电感可调范围小和空间占地多等问题,该文提出\"十字型\"和\"丰字型\"两种紧凑化正交可控电抗器.首先,通过电磁理论分析,建立紧凑化正交可控电抗器的电路磁路模型;其次,建立有限元仿真模型并得到其电感调节特性;最后,研制...     

可控电抗器在接地电容电流补偿上的技术经济性能分析

本文从技术经济的角度对变耦式可控电抗器和高漏抗变压器型可控电抗器进行了分析,在满足技术性能的前提下,在相同的调节范围时,通过计算,得出高漏抗变压器型可控电抗器在接地电容电流补偿问题上具有更优的技术经济指标。     

正交铁心可控电抗器原理分析

阐述了正交铁心可控电抗器结构和原理,用三维有限元方法对正交铁心可控电抗器进行了仿真研究。     

新型正交铁心可控电抗器

传统的正交铁心可控电抗器通过控制在正交铁心上的直流偏磁场间接控制交流磁场,调节交流等效电抗。正交铁心可控电抗器具有近似线性的控制特性。基于等效简化磁路的理论分析表明,正交可控电抗器在调节过程中产生一定的谐波。基于传统的正交铁心可控电抗器提出一种新型的正交铁心可控电抗器。新型正交可控电抗器在控制等效电抗的同时消除工作绕组输出电流中的谐波成分。新的拓扑结构包含1个电压源型的逆变器和1个DC/DC控制电路。使用3维磁路方法对传统正交可控电抗器和新型的正交可控电抗器分别进行仿真研究。建立实验用的样机进行测试。实验结果表明新型拓扑结构正交铁心可控电抗器具有谐波含量低的显著特点。     

基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器

正交可控电抗器是无功补偿的重要装置,但其本身由于特殊磁路结构会产生大量谐波。为改善其性能,本文提出了一种基于电流型变流器的低谐波正交可控电抗器,其基本结构是在传统的正交可控电抗器的交流侧增加谐波补偿绕组。电流型变流器检测出可控电抗器输入电流中的谐波分量,并产生与此谐波电流大小相等方向相反的补偿电流,通过补偿绕组耦合到可控电抗器的输入电流中,从而使输入电流接近正弦。本文讨论了这种低谐波正交可控电抗器的结构,工作原理及控制原理,并用Saber软件进行了仿真分析。     

可控电抗器综述

本文介绍了可控电抗器的发展历史和研究现状,根据可控电抗器的调节方式对其进行了分类,进而分析了各种可控电抗器的工作原理、优缺点和适用范围,并对其应用前景做出了初步的评价。     

耦合可控双调谐滤波器仿真研究

随着社会的发展,对电能质量的要求越来越高。目前,抑制谐波最常用的方法是装设无源滤波器。无源滤波器具有容易设计的优点,但其滤波效果严重依赖于电网的系统阻抗,并容易受温度漂移、网络上谐波污染程度、滤波器电容老化及非线性负荷变化的影响,使得滤波器滤波效果变差。研究并设计了一种基于双可控电抗器的双调谐滤波器,用以滤除5次和7次谐波,分析了元件参数变化和频率偏移时,与可控电抗器调节量的关系,并通过PSCAD进行了仿真。仿真证明这种新类型的调谐滤波器具有良好的滤波效果。     

高温超导材料的研发、产业化与经济性能提高

20世纪80年代末发现的氧化物超导体超导转变温度达到了90K以上,可以工作在液氮环境中。由于氮气资源的极为丰富以及相对于4.2K制冷成本的大大降低,使得超导技术的大规模应用变为可能。通过20多年来对高温超导实用成材技术的研发,基于铋锶钙铜氧体系的第一代高温超导带材已经实现了产业化。基于钇钡铜氧体系的第二代高温超导带材也已制备出了单根长度达千米的带材,标志着制约产业化的长度瓶颈已经解决。由于第二代高温超导带材性能更为优越,不需要贵金属,因而具有成本进一步下降的潜力。因此,第二代高温超导带材的产业化有可能在不远的将来就会实现,它将会极大地推动超导技术的大规模应用。     

考虑磁致伸缩效应的可控饱和电抗器电磁振动分析

可控饱和电抗器由于其优良的工作特性,在电力系统和有色冶金等多种行业得到了广泛的应用。作为补偿用电设备,可控饱和电抗器能连续不断地调整其电抗值,改变其容量。由于可控饱和电抗器铁心结构的特殊性及交直流共同作用的工作特点,铁心的振动噪声较大,其振动噪声问题成为可控饱和电抗器应用发展的制约因素之一。本文基于开源型有限元分析软件建立了磁路-机械耦合模型,考虑电磁力与磁致伸缩效应作用,完成了不同工作状态下铁心磁场和振动的数值分析,得到了其磁场、振动的分布情况,为在设计上减少电抗器振动噪声提供理论依据和计算方法。     

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。     

Development and test in grid of 630 kVA three-phase high temperature superconducting transformer

Abstract A 630-kVA 10.5 kV/0.4 kV three-phase high temperature superconducting (HTS) power transformer was successfully developed and tested in a live grid. The windings were wound by hermetic stainless steel-reinforced multi-filamentary Bi2223/Ag tapes. The structures of primary windings are solenoid with insulation and cooling path among layers, and those of secondary windings consist of double-pancakes connected in parallel. Toroidal cryostat is made from electrical insulating glass fiber reinforced plastics (GFRP) materials with room temperature bore for commercial amorphous alloy core with five limbs. Windings are laid in the toroidal cryostat so that the amorphous core operates at room temperature. An insulation technology of double-half wrapping up the Bi2223/Ag tape with Kapton film is used by a winding machine developed by the authors. Fundamental characteristics of the transformer are obtained by standard short-circuit and no-load tests, and it is shown that the transformer meets operating requirements in a live grid. __________ Translated from Proceedings of the CSEE, 2007, 27(27): 24–31 [译自:中国电机工程学报]     

基于全损耗计算的空心电力电抗器温度场研究

针对引发空心电力电抗器故障的局部过热问题,在二维和三维磁场有限元分析的基础上,计算空心电抗器的全部损耗——绕组内损耗和接线臂构架内的涡流损耗。其中绕组内损耗包括绕组电阻性损耗和绕组内的涡流损耗。以计算得到的全部损耗作为热源,结合空心电抗器的散热条件,建立空心电抗器内部温度场及周围流体场耦合有限元模型,对空心电抗器进行了二维和三维流场-温度场耦合计算,得到了电抗器各包封的温度分布,研究结果表明接线臂构架和撑条影响了电抗器的温升以及最热点位置,考虑全部损耗和散热条件的三维流-热耦合分析是十分必要的。     

磁集成结构变压器式可控电抗器绕组电流仿真

为了克服多绕组的耦合效应,使变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)安全、可靠、高效地工作,就必须得对CRT的结构进行优化设计。基于解耦磁集成技术,提出了一种适用于CRT解耦集成的磁芯结构,通过提供低磁阻磁路实现了各控制绕组的解耦。在CRT各绕组漏抗解析计算的基础上,建立了电容–回转器等效电路,并以此等效电路为基础对气隙大小的合理化选择进行了分析。通过在MATLAB平台下搭建的电路模型,完成了各绕组电流分布的仿真分析,验证了所提结构在一定程度上能够很好地消除控制绕组间的磁耦合并提高绕组容量利用率。     

高温超导磁通泵研究进展与发展趋势

高温超导磁通泵是一种基于电磁感应定律的高温超导磁体无接触式供电设备,可在没有任何直接电接触或物理接触下将磁通量泵入超导闭环线圈,以补偿高温超导磁体系统衰减的电流并确保磁体磁场稳定性,从而使高温超导磁体能够工作在持续电流模式下,为实现稳态强磁场提供技术支持.超导磁通泵未来能够替代昂贵的高温超导磁体电流引线,在减小体积和重量的前提下有效提高无线电源设备的能效及可靠性,降低超导磁体带材使用量及制冷机功率,极大地推动高温超导磁体的广泛应用,将对航空航天、国防军事、轨道交通、生物医疗、高能物理等工程应用领域的技术革新做出贡献.本文总结了不同类型高温超导磁通泵的设计方案、技术特点以及最新研究进展,对比分析了各类型超导磁通泵的优缺点与应用前景,阐述了磁通泵在超导磁体及超导电机等应用领域中的潜在发展趋势,为高温超导磁体无线直流电源技术提供了理论支持与技术展望.     

高温超导电缆的研发现状和发展趋势

与常规电缆相比,高温超导电缆具有体积小、重量轻、容量大、电流密度高、损耗低、环境友好等优势,为未来电网提供了一种新的电力传输方式。随着高温超导线材取得的重要研究进展,国际上相继开展了高温超导电缆的研发,已有多条超导电缆工程成功地进行了挂网示范运行。本文介绍高温超导电缆的研发进展情况,并简单对高温超导电缆的发展趋势和关键技术做出展望。