磁饱和可控电抗器的分析

发布时间：2017-11-22 07:18

  本文关键词：磁饱和可控电抗器的分析

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【摘要】：由于我国电力资源分布不均匀,发展超、特高压电网成了必然趋势。超高压远距离输电以及电力电子技术的发展,对无功功率的需求不断增大,因此无功补偿变得越来越重要,磁饱和可控电抗器在无功补偿方面有着巨大的优势。本文首先介绍了目前无功补偿设备的种类、优缺点,并围绕磁饱和可控电抗器的结构、工作原理、磁路分段法模型仿真、有限元分析计算等方面展开研究,并提出了一种新型磁饱和电抗器。首先,本文介绍了磁饱和可控电抗器的研究现状、结构特点、工作原理以及几种工作状态。根据目前关于磁饱和可控电抗器的建模方法存在的问题,采取磁路分段的方法进行建模。通过对磁饱和可控电抗器的电路以及磁路的分析,导出了磁饱和可控电抗器的磁路方程和电路方程。通过引入四个电流变量,利用磁路分段法将原来复杂的磁路关系变成三个独立磁路并利用所得到的龟路、磁路方程,在MATLAB中搭建模型,通过模型可以分析磁饱和可控电抗器各种特性。其次,根据样机参数对MATLAB模型进行参数设置,并对磁饱和可控电抗器的伏安特性、控制特性和谐波特性等进行仿真,通过仿真可以观察到磁饱和可控电抗器各个时刻的特性,根据所得到的仿真结果对磁饱和可控电抗器特性进行分析。建立完单相三铁柱磁饱和可控电抗器,利用这种建模方法建立三相三铁柱磁饱和可控电抗器模型,并对其电流特性进行仿真分析,并分析了特定时刻的电流特性。再次,利用ANSOFT软件建立高压磁饱和电抗器二维模型,对模型进行二维磁场分析,了解了磁饱和可控电抗器铁心的磁场分布规律,分析了工作绕组电流畸变规律。在二维有限元仿真分析的的基础上建立高压磁饱和电抗器三维模型,分析油箱壁的磁场情况,求得额定状态下油箱壁的磁场强度,为下一步减小油箱涡流损耗的问题做的铺垫。并通过ANSOFT有限元计算三铁柱磁饱和电抗器的控制特性,伏安特性并与利用磁路分段法在MATLAB中仿真结果相比较,两种仿真方式所得到的结果吻合度较高,验证了在MATLAB中利用磁路分段法建立磁饱和电抗器模型的正确性。最后,目前应用较为广泛的三相电抗器为双三柱电抗器,针对这种可控电抗器存在的问题,本文提出一种新型磁饱和电抗器结构,这种电抗器结构简单,节省材料。利用ANSOFT仿真软件建立其三维仿真模型,仿真了在不同控制电压下的工作绕组电流,验证了新型电抗器的可行性。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM474

【共引文献】

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本文编号：1213877