磁饱和式可控电抗器的仿真模型参数及过渡时间分析.pdf

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基于MATLAB的磁饱和式可控电抗器的仿真模型参数及过渡时间分析Jun．2013@li：：2(1一mz6)舀1等效电路及参数计算(1—8)R。，Ⅳ2匝绕组的电阻为勰。。l№2r可‰』il=iA一2m6id田铭兴，杨雪凇，顾生杰，原东异引言『Ml=／ZA=乩sin电力自动化设备摘要：建模仿真方法和过渡时间计算是磁饱和式可控电抗器研究中值得关注的2个重要问题。根据磁饱和式可控电抗器的饱和特性，通过对小斜率磁化特性的分析，找到了电抗器额定容量、额定电压、自耦比和绕组电阻之间的定量关系．明确了基于MATLAB的磁饱和式可控电抗器仿真模型参数的设置方法。通过对小斜率磁化特性的分段线性化．把从空载到满载的过渡过程分为直流磁链随时间线性增加和控制电流根据线性RL电路充电规律变化这2个过程．得到了比较准确的过渡时间计算公式。实例仿真结果说明所提分析方法简捷有效。关键词：电抗器；可控电抗器；磁饱和；仿真；过渡时间；MATLAB中图分类号：TM文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1006—6047．2013．06．009可控电抗器在保证电网安全、可靠、经济运行方面具有重要应用价值．对于超高压长距离输电网尤其如此。文献『1—2]是关于可控电抗器应用研究方面较早的论文．指出在新建的电网中应该广泛使用可控电抗器。之后．可控电抗器的研究和应用在国内外得到了长足发展[3-5J。可控电抗器种类较多[6-73．其中．磁饱和式可控电抗器在我国研究成果较多，并得到了实际应用[8-10i。建模仿真方法和过渡时间计算是磁饱和式可控电抗器研究中值得关注的2个重要问题。在建模仿真方法方面，目前有3种方法：一是以文献[11．13]为代表的通过建立电抗器的微分方程并求解该微分方程的方法；二是文献[9．10]提出的用磁路分解法建立电抗器的数学模型．并建立基于PSCAD／EMTDC的仿真模型的方法；三是以文献f14．15]为代表的通过研究电抗器的等效物理模型、数学模型和等效电路．建立基于MATLAB的仿真模型的方法。较前2种方法．第3种方法具有避免或减轻自己编写仿真计算程序的繁重工作和只关注电抗器的电气特性而不使用电抗器结构尺寸等参数方面的优势。但是，文献『14．15]并未明确给出仿真模型参数和电抗器参数之间的定量关系．给这种思路的推广使用带来了不便。在过渡时间计算方面，文献[11．12]明确给出了一个计算公式．但笔者在研究中发现该公式计算误差较大。本文拟在文献[11，15]基础上，进一步给出基于MATLAB的磁饱和式可控电抗器仿真模型参数与电抗器参数之间的定量关系．明确仿真模型参数的设置方法．并给出一个过渡时间计算的改进公式。单相磁饱和式可控电抗器的结构原理图如图1所示m-15]。图1中，绕组匝数ⅣA_Ⅳ】+Ⅳ2；自耦比6=Ⅳ2／Ⅳ。；铁芯1、2的等效磁路长度均为Z，等效磁路截面积均为A；／ZA为工作电压；i。为工作电流；如为直流环流(控制电流)；西，为铁芯1的磁通；西：为铁芯2的磁通。Ⅳ。匝绕组的电阻为R。，则Ⅳ，匝绕组的电阻为由文献[15]可得电抗器等效电路如图2所示。由图2可得：(2)(一-J．州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州730070)0Project1第33卷第6期2013年6月554收稿日期：2012—07—12；修回日期：2013—04—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(51167009)China(51167009)图1结构原理图6V01．33No．6suppoaedbytheNationalNaturalScienceFoundationofFig．1SchematicdiagramElectricPowerAutomationEquipmentstructuretot
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