具有低谐波的新型三相磁阀式可控电抗器

针对目前三相磁控电抗器(magnetically controlled reactor,MCR)谐波含量偏高的问题,提出了一种采用分离式双级铁心磁阀结构的新型三相MCR,由2个具有不同截面积和不同长度的两级铁心构成,利用两级磁阀在动态工作调节过程中,因磁饱和度不同而产生不同相位的谐波电流实现相互补偿的原理,达到减小MCR输出电流中所含谐波的目的。以三相MCR中5次和7次谐波抑制研究为目标,建立了以2个截面面积和长度为主要参数的谐波特性数学模型,对参数进行了优化设计。结果表明新型三相MCR可使得5次和7次谐波含量峰值理论上不超过额定输出电流的0.77%和0.6%。建立了仿真模型,仿真波形和理论波形相一致,验证了抑制谐波的有效性。     

基于ANSYS的MCR分布式小截面优化设计

磁阀式可控电抗器(Magnetic Valve ControlIable:Reactor,MCR)正得到越来越广泛的应用。因此,提高MCR本身的各项性能指标便成为当前的研究热点。本文提出了将MCR铁心中单段磁阀分为串联的几段磁阀的结构来减小边缘效应,从而减小MCR中工作绕组中的电感值,使得MCR在相同的工作电压和控制电压下,输出更大的感性无功电流,达到提高MCR整体性能的目的。通过理论分析和ANSYS仿真得出了MCR磁阀段具体划分的有效段数和每两段磁阀间铁心长度的最优值。通过具体的实验很好地验证了理论分析的正确性,在相同的工作电压和控制电压下,当把磁阀段分为两段时线圈中的电流比单段磁阀线圈中的电流增大了7.4%。     

MCR型SVC技术在智能电网中的应用

磁路并联漏磁自屏蔽式可控电抗器(MCR)技术利用附加直流电流励磁磁化电抗器铁心,通过调节铁心的磁饱和程度,改变铁心的磁导率,实现电抗值的连续可调;MCR型静止式动态无功补偿装置(SVC)则通过调节磁控电抗器电路输出的感性无功功率来补偿电容器电路的容性无功功率.该新技术经过10多年研发,已经成熟,其成套装置也已投入使用....     

基于分级磁阀可控电抗器的谐波特性研究

针对磁阀可控电抗器(magnetic control reactor,MCR)产生谐波影响电网的问题,提出将MCR铁心设计成分级磁阀的结构。为此,从理论上比较单级和多级磁阀可控电抗器产生谐波的原理,推导出四级磁阀电抗器谐波电流的表达式,分析了电抗器在不同工作状态下各饱和度之间的关系,对两种不同结构磁阀电抗器进行模拟仿真和试验数据对比,得出与理论分析基本吻合的结论,表明四级磁阀可控电抗器可大大减少总谐波含量。     

新磁阀结构磁控电抗器磁损特性研究

分析磁阀式可控电抗器MCR(magnetic-valve controllable reactor)的主要工作原理以及MCR铁心损耗的主要来源,得出在工程上磁滞损耗与涡流损耗的计算公式.在传统磁阀结构的基础上提出了新型磁阀结构,并对传统磁阀结构与新型磁阀结构进行对比分析.通过理论分析可知,新磁阀结构采用圆弧面作为磁场缓...     

磁阀型可控电抗器的直流偏磁与谐波特性分析

介绍了磁阀型可控电抗器(MCR)无功调节的原理,使用ANSYS电磁场仿真软件对MCR磁路特点与直流偏磁特性进行描述,通过直流磁化实验获取电工钢片的磁化曲线数据,利用Matlab软件编写程序,使用三次样条插值函数求出MCR的输出电流,同时对不同直流偏磁下的输出电流进行傅里叶变换得到MCR磁饱和度与谐波之间的关系,为实际工程应用提供参考价值。     

基于磁控电抗器的动态无功补偿装置

基于磁控电抗器(MCR)中自励磁式MCR励磁稳定性不高,铁心的直流励磁电流在电网电压波动时易受影响的弊端,提出了一种外励磁式MCR,对其工作原理和结构进行了介绍。外励磁式MCR装置包括MCR本体和励磁控制系统;设计了以单片机为主控芯片的动态无功补偿装置,该装置由外励磁式MCR装置、固定电容器(FC)滤波器和无功补偿控制单元3部分组成。其无功补偿控制单元可分为信号取样、信号处理、信号输出、显示等模块,对控制单元的软件流程作了介绍。通过试验电路对装置的补偿效果进行了验证,结果表明该装置能够根据系统无功功率的情况进行补偿,功率因数能始终保持在0.95以上。     

多级饱和磁阀式可控电抗器谐波分析数学模型

提出了一种新型基于铁心分段饱和原理的多级饱和磁阀式可控电抗器的结构(Multi-Stage Saturable Magnetic-Valve Controllable Reactor,MSMCR),可有效减小磁阀式可控电抗器输出电流中所含的谐波。该装置的铁心部分由多个具有不同长度和面积的多级磁阀截面构成,各级磁阀在工作过程中由于磁饱和度不同而产生不同相位的谐波电流,通过各磁阀产生谐波电流的相互补偿可达到减小输出电流中所含谐波的目的。本文依据该装置铁心结构上的特点,建立了MSMCR谐波特性的数学模型,并得到以下结论:影响MSMCR输出谐波大小的主要因素有三个,分别为铁心分级的数量及各截面的长度和面积,其中后两者对MSMCR输出谐波影响最大。通过粒子群算法对截面参数进行优化设计,可使得MSMCR输出的总谐波电流最大值理论上不超过额定输出电流的2.6%。通过仿真得到的波形和理论波形相符,结合实验分析验证了数学模型的正确性和MSMCR抑制谐波的有效性,提高了磁控电抗器的谐波性能。     

基于分级磁阀结构的三相磁控电抗器谐波抑制研究

为了降低磁控电抗器MCR产生的谐波对电网的影响,笔者提出将MCR工作铁心设计为分级磁阀结构,并建立了这种铁心结构的磁路等效数学模型。在分析一般磁控电抗器谐波分布特性的基础上,给出了分级磁阀结构电抗器的谐波抵消原理。计算结果表明分级磁阀结构电抗器将现有MCR半极限饱和条件下输入电网的最大谐波电流含量由6%降低到3%。     

磁阀式可控电抗器关键参数研究

文中针对磁阀式可控电抗器(magnetic-valve controllable reactor,MCR)设计和仿真中的关键参数进行分析与研究。若多级饱和磁阀式可控电抗器(multi-stage saturable magnetic-valve controllable reactor,MSMCR)磁阀截面积设计不当,会导致调节"盲区"的出现。为避免这一现象,推导得到了磁阀截面积的设计原则。MCR抽头比的计算直接关系到磁阀段铁心能否完全饱和,为确保MSMCR能够完全饱和,通过理论分析得到了其抽头比的计算公式。根据等效磁化曲线,提出了MSMCR仿真模型参数设定原则。利用MATLAB模型进行仿真计算,得到的结果与理论符合,说明参数设定的正确性。利用实际制作的双级磁阀电抗器模型进行试验,结果表明理论分析方法的有效性,对实际磁阀电抗器的设计有指导意义。     

基于Jiles-Atherton逆模型的磁阀式可控电抗器特性计算

在分析计算磁阀式可控电抗器(MCR)的特性时,必须考虑交、直流共同激励和铁芯磁路各部分磁化状态不同的特点。提出了基于Jiles-Atherton逆模型的MCR等效磁化特性模型,该模型考虑了磁滞、直流偏磁和小截面磁阀等因素对磁化特性的影响,适用于不同结构参数下的MCR;基于等效磁化特性模型提出了MCR电流特性、控制特性和损耗特性的计算公式和方法;针对一个MCR样机进行了理论计算和实验测量,同时与基于理想小斜率模型的计算结果进行了对比。结果表明,提出的MCR等效磁化特性模型及其电流特性、控制特性和损耗特性计算方法是正确有效的,对MCR的工程设计计算有一定的参考和指导意义。     

变压器直流扰动下励磁谐波与铁心饱和失稳研究

变压器遭受直流入侵时铁心励磁饱和程度加深,励磁电流发生畸变,谐波含量显著升高。针对该问题研究变压器励磁谐波与铁心饱和特性,并提出一种变压器直流扰动下铁心饱和失稳判据。基于电磁耦合原理构建交直流混杂模式下的变压器状态方程,利用端口电气信息研究励磁电流辨识方法,对励磁电流进行谐波分析并总结其变化规律,通过分析变压器直流扰动铁心饱和机理,研究铁心饱和失稳判别方法。通过仿真计算与动模实验深入分析变压器的电磁特性,并验证该方法的有效性。该研究为变压器直流扰动下铁心饱和失稳判别提供可行方法。     

基于磁控电抗器的谐波励磁方法

为了降低磁控电抗器(MCR)补偿无功功率时工作电流中的谐波含量,提出了一种新的抑制MCR谐波的方法。该方法利用MCR特有的工作方式,在其低压直流控制绕组中加入谐波电压,让其产生的特定次谐波磁通抵消铁芯中由于MCR铁芯饱和后磁化曲线非线性的影响,从而使各分支工作绕组中生成的电流中不含有该次谐波电流,这样便可有效抑制总工作电流中的谐波生成,使总工作电流谐波含量极小。同时本设计将MCR控制绕组中直流控制电压的调节与谐波电压的生成控制结合在一起,从而实现了一个直流控制电源双重功效的作用。使其在直流控制交流及谐波抑制两个方面具有低压控制高压、小容量控制大容量的优点。通过理论分析及实验仿真,证明了所述方法的可行性及有效性。     

磁阀式电流互感器抗直流特性研究

磁阀式电流互感器(MVCT)气隙中的磁场传感器输出能够反映铁芯磁场强度与励磁电流的变化,因此在一定范围内能补偿畸变的二次电流,但已有研究缺乏理论分析与实验验证。在已有研究的基础上详细分析了MVCT的3种工作状态,推导了MVCT的等效磁化曲线与直流测量特性,使用温度特性好且灵敏度高的隧道磁阻(TMR)传感器进一步提高了补偿信号的补偿效果,并进行了直流电流、全波带直流偏磁、正弦半波电流与暂态电流的仿真与测量实验。仿真与实验结果表明,使用TMR传感器的MVCT同时具有测量直流电流、补偿电流互感器因直流偏磁电流而造成的稳态饱和与暂态饱和的能力。     

Y/Δ接线电力变压器内部异常励磁电流辨识

本文针对Y/Δ接线电力变压器,基于时域场路耦合模型提出一种励磁电流参数辨识方法。建立磁场-电路耦合模型,基于能量扰动原理计算动态电感与时域电流两个状态变量,在此基础上利用端口电气信息研究变压器励磁电流参数的辨识方法。通过研究交直流混杂、匝间短路情况下的变压器电磁特性,结合变压器励磁饱和状态,总结励磁电流在不同异常状态下的变化规律。搭建220V三相组式变压器动模实验平台,在不同直流扰动、不同电压等级匝间短路条件下,利用励磁参数辨识模块辨识励磁电流,并将仿真结果与实验数据进行对比,验证仿真模型的正确性。     

宽风速运行的定子双绕组感应电机风力发电系统拓扑及控制策略

介绍了一种适用于宽风速范围运行的新型定子双绕组感应发电机风力发电系统,其拓扑特点是将控制侧励磁变换器的直流母线经二极管与功率侧直流母线相连。在低风速区,利用电压泵升原理将励磁变换器的直流母线电压泵升至指令值,电能由控制侧直流母线端输出,拓宽了系统在低风速下的风能利用能力;在高风速区,功率绕组侧输出电压可上升至指令值,并联二极管断开,电能由功率侧整流桥的直流母线输出,控制侧变换器调节系统励磁无功保持输出电压恒定。该发电系统拓扑及控制方法实现了系统在宽风速范围内均能输出恒定的高压直流,可简化后级并网逆变器的结构和控制。在一台额定37 kW/DC 600V的样机上进行了实验研究,结果表明该风力发电系统的可行性和控制策略的有效性。     

表征开口式电流互感器工作原理的解析模型

传统电流互感器一般采用闭磁路铁心设计,但受铁心材料存在磁饱和的限制,其在一次电流回路发生短路故障时,出现的直流电流分量会严重影响电流互感器的性能,导致其测量电流值的误差可能非常大。开口式电流互感器通过在磁路中引入空气隙,大大增加了磁路阻抗,可有效避免铁心饱和对电流互感器性能的影响。从开口式电流互感器的基本磁路和电路时域方程出发,建立了考虑二次侧负载效应时表征开口式电流互感器工作性能的解析模型。讨论了开口式电流互感器的不同参数对其工作性能的影响。所建立的解析模型,对实现测量用电流互感器与保护用电流互感器的兼容,以及提高用于电能表在线检测的钳形电流互感器测量准确度,均具有理论指导价值。     

考虑调相机饱和参数的分阶段励磁控制优化策略

针对常规励磁控制在故障期间未能充分发挥调相机暂态无功输出能力和难以准确有效地支撑电网电压的问题,提出考虑调相机饱和状态下电机参数的分阶段励磁控制优化策略。首先,推导调相机暂态无功输出表达式,分析不同运行工况下饱和参数对调相机暂态无功特性的影响。其次,基于调相机参数与输出无功的数学关系引入考虑饱和参数的无功增量,分阶段优化励磁环节中内环电压参考值与外环PI控制。最后,建立锡盟-泰州特高压直流输电系统的无功控制模型,通过仿真验证励磁控制策略优化效果。研究成果为调相机的优化设计提供技术支撑,也对提高调相机的电网电压故障支撑能力和提升我国高压直流电网的电压稳定水平具有重要作用。