正交磁通耦合高温超导可控电抗器特性分析及优化方法研究
发布时间：2022-02-21 21:46
可控电抗器是重要的无功补偿装置,在电力系统中应用广泛。现有可控电抗器在绕组损耗、励磁绕组感应电压以及谐波含量方面存在诸多问题,随着对电能质量要求的提高,迫切需要研发控制灵活、谐波含量低、调节平滑连续、损耗小的新型可控电抗器。超导体在临界温度下具有零电阻、高载流能力的特性,将超导技术应用于可控电抗器,可提高可控电抗器的励磁稳定性,降低绕组损耗,减小整体体积。基于此,本文提出了一种正交磁通耦合高温超导可控电抗器,阐述了其结构和原理,分析了其电抗特性和励磁绕组运行状态,研究了其多场耦合分析及综合优化设计方法,通过小型样机测试和110kV/30Mvar样机设计进行了实验验证与设计实践。论文完成的主要工作和取得的成果如下:1)在充分调研和深入分析传统可控电抗器存在问题的基础上,提出了一种正交磁通耦合高温超导可控电抗器;建立了该型电抗器的解析模型,利用松弛迭代法实现了其快速求解;理论分析和实验测试了其电抗输出特性,结果表明,该型超导可控电抗器稳态励磁绕组损耗低,励磁绕组感应电压小,谐波含量低,且电抗值稳定。2)针对正交铁心的结构特点,建模分析了铁心各向异性磁化特性、磁滞效应对电抗输出及动态响应特性...
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 可控电抗器研究现状
1.3 超导可控电抗器研发的关键技术问题
1.4 本文的主要工作
2 正交耦合超导可控电抗器结构及原理验证
2.1 引言
2.2 基本结构和工作原理
2.3 等效磁路方程推导及求解
2.4 样机制作与实验测试
2.5 本章小结
3 电抗特性及励磁绕组运行状态分析方法研究
3.1 引言
3.2 铁心磁化特性分析
3.3 含铁心超导磁体交流损耗计算方法
3.4 三维非对称超导磁体交流损耗计算方法
3.5 本章小结
4 正交耦合超导可控电抗器多场分析及优化方法研究
4.1 引言
4.2 多场耦合分析方法
4.3 铁磁材料频域等效计算方法
4.4 优化设计方法研究
4.5 本章小结
5 110kV/30Mvar样机设计及分析
5.1 引言
5.2 样机设计参数
5.3 运行稳定性校核
5.4 系统状态响应分析
5.5 本章小结
6 全文总结
6.1 本文所做工作
6.2 本文的创新点
6.3 未来的工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表或收录的论文
附录2 攻读博士学位期间授权或受理的专利
附录3 攻读博士学位期间参与的课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]6kA气冷二元电流引线优化[J]. 马红军,刘华军,刘方,施毅,雷雷. 低温与超导. 2018(03)
[2]1000kV特高压泉城站低压无功补偿分析[J]. 潘玉美,曲文韬,王宏伟,扈健,刘国伟. 山东电力技术. 2017(02)
[3]新型磁控电抗器快速响应技术[J]. 袁剑,田翠华,田成,陈柏超,王军,聂德鑫,蔡伟,袁佳歆. 电力自动化设备. 2016(05)
[4]用于超导电抗器的玻璃钢杜瓦概念设计与分析[J]. 胡南南,马宏明,陈清清,朱银锋. 低温与超导. 2016(01)
[5]静止无功补偿器运行特性分析和控制方法综述[J]. 付伟,刘天琪,李兴源,赵睿. 电力系统保护与控制. 2014(22)
[6]高温超导环向场D型磁体的应力分析[J]. 刘豪,唐跃进,张意,邓序之,任丽. 低温与超导. 2014(09)
[7]超/特高压可控并联电抗器关键技术综述[J]. 郑涛,赵彦杰. 电力系统自动化. 2014(07)
[8]变压器式可控电抗器的研究与发展[J]. 顾生杰,田铭兴. 高压电器. 2014(01)
[9]三相磁阀式可控电抗器综述[J]. 冼冀,程汉湘,岑正君. 电气技术. 2014(01)
[10]超导可控电抗器的原理和特性分析[J]. 沈石峰,唐跃进,宋萌,曹昆南,王达达,任丽,董洪达. 低温与超导. 2013(09)
博士论文
[1]高温超导海上风力发电机励磁绕组设计[D]. 何杰.华中科技大学 2015
[2]叠片铁心磁致伸缩效应对变压器、交流电机的振动噪声影响研究[D]. 祝丽花.河北工业大学 2013
硕士论文
[1]三相三柱式可控电抗器的研究[D]. 徐志鹏.山东大学 2017
[2]基于多物理场耦合技术的干式铁心电抗器振动噪声研究[D]. 李凯.哈尔滨理工大学 2016
[3]晶闸管控制变压器式可控并联电抗器建模仿真与应用研究[D]. 郭净天.山东大学 2015
[4]快速响应磁控电抗器无功补偿系统研究[D]. 曾海涛.山东大学 2015
[5]特高压输电系统可控高抗研究[D]. 梅林.东南大学 2015
[6]变压器绕组振动特征提取及其状态识别方法研究[D]. 林爱弟.浙江大学 2014
[7]直流偏磁条件下变压器铁心振动及噪声研究[D]. 杨国辉.沈阳工业大学 2013
[8]高温超导环型磁体电磁结构优化设计[D]. 窦建中.华中科技大学 2013
[9]高压输电线路故障定位方法研究[D]. 徐俊明.三峡大学 2012
[10]磁阀式可控电抗器磁路模型分析与实验研究[D]. 杨坡.华北电力大学（北京） 2011
本文编号：3638094
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：159 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 可控电抗器研究现状
1.3 超导可控电抗器研发的关键技术问题
1.4 本文的主要工作
2 正交耦合超导可控电抗器结构及原理验证
2.1 引言
2.2 基本结构和工作原理
2.3 等效磁路方程推导及求解
2.4 样机制作与实验测试
2.5 本章小结
3 电抗特性及励磁绕组运行状态分析方法研究
3.1 引言
3.2 铁心磁化特性分析
3.3 含铁心超导磁体交流损耗计算方法
3.4 三维非对称超导磁体交流损耗计算方法
3.5 本章小结
4 正交耦合超导可控电抗器多场分析及优化方法研究
4.1 引言
4.2 多场耦合分析方法
4.3 铁磁材料频域等效计算方法
4.4 优化设计方法研究
4.5 本章小结
5 110kV/30Mvar样机设计及分析
5.1 引言
5.2 样机设计参数
5.3 运行稳定性校核
5.4 系统状态响应分析
5.5 本章小结
6 全文总结
6.1 本文所做工作
6.2 本文的创新点
6.3 未来的工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表或收录的论文
附录2 攻读博士学位期间授权或受理的专利
附录3 攻读博士学位期间参与的课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]6kA气冷二元电流引线优化[J]. 马红军,刘华军,刘方,施毅,雷雷. 低温与超导. 2018(03)
[2]1000kV特高压泉城站低压无功补偿分析[J]. 潘玉美,曲文韬,王宏伟,扈健,刘国伟. 山东电力技术. 2017(02)
[3]新型磁控电抗器快速响应技术[J]. 袁剑,田翠华,田成,陈柏超,王军,聂德鑫,蔡伟,袁佳歆. 电力自动化设备. 2016(05)
[4]用于超导电抗器的玻璃钢杜瓦概念设计与分析[J]. 胡南南,马宏明,陈清清,朱银锋. 低温与超导. 2016(01)
[5]静止无功补偿器运行特性分析和控制方法综述[J]. 付伟,刘天琪,李兴源,赵睿. 电力系统保护与控制. 2014(22)
[6]高温超导环向场D型磁体的应力分析[J]. 刘豪,唐跃进,张意,邓序之,任丽. 低温与超导. 2014(09)
[7]超/特高压可控并联电抗器关键技术综述[J]. 郑涛,赵彦杰. 电力系统自动化. 2014(07)
[8]变压器式可控电抗器的研究与发展[J]. 顾生杰,田铭兴. 高压电器. 2014(01)
[9]三相磁阀式可控电抗器综述[J]. 冼冀,程汉湘,岑正君. 电气技术. 2014(01)
[10]超导可控电抗器的原理和特性分析[J]. 沈石峰,唐跃进,宋萌,曹昆南,王达达,任丽,董洪达. 低温与超导. 2013(09)
博士论文
[1]高温超导海上风力发电机励磁绕组设计[D]. 何杰.华中科技大学 2015
[2]叠片铁心磁致伸缩效应对变压器、交流电机的振动噪声影响研究[D]. 祝丽花.河北工业大学 2013
硕士论文
[1]三相三柱式可控电抗器的研究[D]. 徐志鹏.山东大学 2017
[2]基于多物理场耦合技术的干式铁心电抗器振动噪声研究[D]. 李凯.哈尔滨理工大学 2016
[3]晶闸管控制变压器式可控并联电抗器建模仿真与应用研究[D]. 郭净天.山东大学 2015
[4]快速响应磁控电抗器无功补偿系统研究[D]. 曾海涛.山东大学 2015
[5]特高压输电系统可控高抗研究[D]. 梅林.东南大学 2015
[6]变压器绕组振动特征提取及其状态识别方法研究[D]. 林爱弟.浙江大学 2014
[7]直流偏磁条件下变压器铁心振动及噪声研究[D]. 杨国辉.沈阳工业大学 2013
[8]高温超导环型磁体电磁结构优化设计[D]. 窦建中.华中科技大学 2013
[9]高压输电线路故障定位方法研究[D]. 徐俊明.三峡大学 2012
[10]磁阀式可控电抗器磁路模型分析与实验研究[D]. 杨坡.华北电力大学（北京） 2011
本文编号：3638094
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