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磁阀式可控电抗器及其在消弧线圈中的应用

作　者: 刘俊延
导　师: 周腊吾
学　校: 湖南大学
专　业: 电气工程
关键词: 磁阀式可控电抗器工作特性谐波抑制响应速度消弧线圈
分类号: TM47
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 180次
引　用: 3次
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内容摘要

电力系统中的无功补偿与无功平衡,可以改善输电系统的稳定性,提高输电能力,抑制系统过电压。随着电网结构的日益复杂和电压等级的不断提高,电压和无功的调节仅仅依靠发电机的自动电压调节器已经远远不够,必须增强电网本身的调控能力。目前,在电力系统中应用最为广泛的无功补偿装置之一是并联电抗器,现在的超高压并联电抗器是非可控的,它始终接入线路而不予切除,而当线路发生故障切除和重合闸时,会产生工频和操作过电压。如何将并联电抗器做成可控方式是当前的现实需要和发展趋势,而且为了适应负载的急剧变化,电抗器应该具有高速响应的特点。本文详细阐述了目前国际国内对可控电抗器的研究进展及可控电抗器的分类。重点对磁阀式可控电抗器做了详细的理论研究,在已有的状态方程上,推导出电抗器的等效电路模型、物理模型,并使用Matlab/Simulink软件进行建模与仿真,并对磁阀式可控电抗器的工作特性进行了仿真分析,得出特性曲线及仿真数据,通过对可控电抗器的仿真结果与理论公式推导结果及实测参数进行比较,得出的结果与理论值相一致。在MATLAB仿真模型的基础上,对磁阀式可控电抗器的谐波抑制及提高响应速度进行了讨论。提出了将移相绕组引入到可控电抗器中,在可控电抗器中配置移相绕组,不会对基波分量产生影响,但是可以根据系统容量,对系统的要求以及所要消除的谐波次数。分析了通过电容放电提高电抗器响应速度的方法。对提高磁阀式可控电抗器响应速度的方法进行了介绍,对于电容放电的方法,文中分析了控制回路的非线性电感问题,提出合理的振荡周期。最后,本文分析了小电流接地系统的运行情况和发生单相接地时的特点,以及磁阀式可控消弧线圈的工作原理及特性分析,说明了消弧线圈设计时的技术要求,介绍了一个完整的消弧线圈系统的构成。最后给出了磁阀式可控消弧线圈的控制系统,控制策略及其硬件设计。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-20
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 可控电抗器的研究进展及概况  10-11
  1.3 可控电抗器的功能与应用范围  11-13
  1.4 可控电抗器的类型  13-18
  1.5 本文主要研究内容  18-20
第2章磁阀式可控电抗器的理论基础  20-31
  2.1 磁阀式可控电抗器的工作原理  20-22
  2.2 磁阀式可控电抗器的工作状态  22-23
  2.3 磁阀式可控电抗器的电磁方程  23-26
  2.4 磁阀式可控电抗器的数学模型  26-30
    2.4.1 可控电抗器的磁路系统  26-27
    2.4.2 铁心的磁场强度及磁化特性  27-29
    2.4.3 基本方程及等效电路  29-30
  2.5 本章小结  30-31
第3章磁阀式可控电抗器的仿真及工作特性分析  31-44
  3.1 磁阀式可控电抗器的等效物理模型  31-32
  3.2 磁阀式可控电抗器的 Matlab/PSB 仿真分析  32-34
  3.3 磁阀式可控电抗器的工作特性分析  34-41
    3.3.1 磁阀式可控电抗器的伏安特性  34-36
    3.3.2 磁阀式可控电抗器的谐波特性  36-39
    3.3.3 磁阀式可控电抗器的控制特性  39-40
    3.3.4 磁阀式可控电抗器的响应特性  40-41
    3.3.5 磁阀式可控电抗器的限压特性  41
  3.4 磁阀式可控电抗器无功补偿仿真分析  41-43
  3.5 本章小结  43-44
第4章谐波抑制及响应速度的提高  44-55
  4.1 谐波抑制的研究  44-49
    4.1.1 电抗器谐波抑制的方法  44
    4.1.2 移相电抗器的理论分析  44-47
    4.1.3 移相电抗器的仿真研究  47-49
  4.2 响应速度的提高  49-54
    4.2.1 增加控制回路  49-50
    4.2.2 利用充电电容放电提高响应速度  50-54
  4.3 本章小结  54-55
第5章磁阀式可控消弧线圈的应用研究  55-70
  5.1 小电流接地系统  55-57
    5.1.1 中性点不接地系统单相接地的特点  55-56
    5.1.2 中性点经消弧线圈接地系统单相接地的特点  56-57
  5.2 磁阀式可控消弧线圈的基本原理  57-64
    5.2.1 消弧线圈的消弧原理  57-59
    5.2.2 消弧线圈系统的组成  59-64
  5.3 磁阀式可控消弧线圈控制系统的研究  64-69
    5.3.1 控制系统的工作原理  64-65
    5.3.2 控制系统的总体设计原理  65-69
  5.4 本章小结  69-70
结论与展望  70-72
参考文献  72-76
致谢  76-77
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  77

磁阀式可控电抗器及其在消弧线圈中的应用

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