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磁閥式可控電抗器特性分析及仿真研究

2009-12-17 15:23    【  【打印】【我要糾錯】

  摘要:在電力系統中,磁閥式可控電抗器對于提高電力系統穩定性、改善供電質(zhì)量具有重要的作用。本文對磁閥式可控電抗器的特性進(jìn)行了分析研究,并對其等效電路進(jìn)行了仿真,分析了控制角與其容量的關(guān)系。

  關(guān)鍵詞:磁閥;可控電抗器;等效電路;仿真

  引言

  磁閥式可控電抗器作為一種新型的可控電抗器,在實(shí)際中的應用越來(lái)越多,這種借助直流控制的鐵磁可控電抗器制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉,對于提高電網(wǎng)的輸電能力,調整電網(wǎng)電壓,補償無(wú)功功率,以及限制過(guò)電壓都具有非常大的應用潛力[1]。

  1、工作原理及特性分析

  1.1 基本結構及工作原理 磁閥式可控電抗器是可控電抗器中的一種,其鐵心具有截面積較小的一段,在整個(gè)容量調節范圍內只有面積較小的一段磁路飽和,其余段均處于未飽和線(xiàn)性狀態(tài),通過(guò)改變小截面段的磁路飽和程度來(lái)改變電抗器的容量。

  電抗器的主鐵心分裂為兩半,每一半鐵心的上下兩繞組各有一個(gè)抽頭,其間跨接可控硅。不同鐵心的上下兩個(gè)繞組交叉連接后并聯(lián)到電網(wǎng)中,續流二極管則橫跨在交叉端點(diǎn)上。在電源的一個(gè)工頻周期內,可控硅輪流導通,二極管續流。改變可控硅的觸發(fā)角便可改變控制電流的大小,從而改變電抗器鐵心的飽和度,平滑、連續地調節電抗器的容量。

  1.2 特性分析 分析磁閥式可控電抗器的工作特性,當可控硅K1單獨導通時(shí),由等效直流電源Ek向控制回路提供控制電流;而在Kl關(guān)斷期間,由續流二極管D維持

  2、仿真分析

  可控電抗器等效電路,取R1、R2和R3阻值分別為5.15Ω、5.15Ω和0.565Ω,Em=380*sqrt(2)V,自耦比δ為0.052[2],選擇變步長(cháng)ode23tb算法,在Matlab中建立仿真模型。改變觸發(fā)控制角α,即可得到不同觸發(fā)角下流過(guò)可控電抗器的電流波形,由此,便可以得到磁閥式可控電抗器中晶閘管的觸發(fā)角α與其工作特性的關(guān)系。當觸發(fā)控制角α=90°時(shí),磁閥式可控電抗器兩端加有額定正弦電壓時(shí),當觸發(fā)控制角α=30°時(shí),磁閥式可控電抗器兩端加有額定正弦電壓時(shí)。

  分析仿真波形可知,隨著(zhù)α的減小,電抗器直流偏磁加大,因而其容量由小變大。在α=0°時(shí),電抗器容量達到最大值。不難看出,電抗器容量越大,波形正弦性越好。

  參考文獻:

  [1]陳柏超.新型可控飽和電抗器理論及應用.武漢水利電力大學(xué)出版社.1999.10:70~79.111~116.

  [2]田銘興,勵慶孚,王曙鴻.磁飽和式可控電抗器的等效物理模型及其數學(xué)模型.電工技術(shù)學(xué)報.第17卷第4期.2002.8.

延伸閱讀:電抗器 仿真 分析
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