磁饱和可控电抗器特性研究

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磁饱和可控电抗器特性研究

作者：杜占鹏

来源：《山东工业技术》2016年第14期

摘要：对磁饱和可控电抗器进行了理论分析，推导了数学模型，建立了仿真模型，在Matlab/Simulink中进行实例仿真，仿真结果表明理论分析的正确性，基于ansys软件建模分析讨论了两种载荷情况下，对磁饱和可控电抗器的磁阀处铁芯磁场分布的影响。

关键词：磁饱和可控电抗器；工作电流；ansys；仿真

DOI：10.16640/https://www.wendangku.net/doc/ce14454570.html,ki.37-1222/t.2016.14.269

1 引言

电网中的无功平衡对改善全网供电质量至关重要，是电力系统的重要任务之一，因而实现对电网的无功补偿成为是电力系统需要解决的关键技术问题，在高压线路中安装可控电抗器进行动态补偿是协调过电压和无功平衡问题的好方法[1-3]。

在众多的可控电抗器中，磁饱和式可控电抗器（magnetically saturation controlled reactor，MSCR）以其成本低、性能高，能够平滑调节系统的无功功率，提高系统的输电能力和稳定性的优点[4-5]，而受到广泛的关注。

本文基于基本磁化曲线建立了MSCR的数学模型，通过仿真分析，探讨了MSCR的工作电流状态，采用ansys分析了MSCR磁阀结构铁心磁场的分布。

2 MSCR结构及数学模型

MSCR电抗器的结构原理如图 1所示。其中，绕组匝数N1+ N2= NA=0.5N，抽头匝比为δ =2 N2/N，ua为施加的交流工作电压，i为电抗器的工作电流，RA为NA匝绕组对应的电阻值。

在这里，采用基本磁化曲线表示B与 H的关系。用简化的两段折线表示硅钢片磁化曲线，设Bs为铁芯对应的饱和磁感应强度，Hs为此时对应的饱和磁场强度。

则可得：设tanα1= Hs /4Bs，tanα0= 1/μ0，B=f （H）曲线可以用下式描述：

3 实例及仿真分析