干式磁阀式可控电抗器的设计与铁耗计算.doc

干式磁阀式可控电抗器的设计与铁耗计算电力在传输过程中,尤其是高压输电,无功功率的平衡是很重要的问题,对电网和设备的安全有重要的意义。在众多的无功补偿设备中,磁阀式可控电抗器(MCR)通过改变铁心磁阀处的饱和度来平滑调节等效电抗值,其结构新颖,维修简单,成本低廉,可靠性高且调节范围宽,从而得到了很大的应用。首先,从铁心材料的磁特性入手,分析了磁阀式电抗器的结构、工作原理、工作状态及相应的电磁方程,并根据简化的数学模型,得出等效电路,并在Matlab/Simulink中搭建模型对220V,600VA的电抗器仿真分析,并针对提高电抗器的响应速度提出几种方案。其次,给出了电抗器的设计计算公式,包括铁心直径、绕组计算等,针对多阶式磁阀,以截面之间不同饱和度为基础,导出了电抗器基波和谐波电流的计算公式,通过仿真可以优化磁阀结构尺寸。接下来,采用了MATLABGUI工具开发了磁阀式电抗器的设计软件,将参数输入、计算、仿真结合于一体,显示不同参数下的工作电流情况,并运用软件得到了10kV,500kVA磁阀电抗器的设计结果。最后,简要介绍了MagNet软件,并在MagNet下建立了磁阀式电抗器的磁场模型,分析了在不同工况下的磁场分布和工作电流,其结果与在Simulink下的仿真对比,验证模型的正确性。以磁场分析为基础,得到了电抗器在传统理论下的计算模型和基于Bertotti分立铁耗计算模型下的空载和额定铁耗,并基于MagNet的参数化,对磁阀结构饱和时的边缘效应进行分析和优化设计。