變壓器式可控電抗器暫態(tài)過程研究.pdf

1、隨著我國電力行業(yè)的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)的建設多為超高壓長距離輸電線路，但隨之而來的弗蘭蒂效應成為亟待解決的問題。CRT(Controllable Reactor of Transformer Type,變壓器式可控電抗器)作為一種新型的可控電抗器，具有快速平滑調節(jié)且諧波電流小的特點。CRT不僅能夠實時的解決電網(wǎng)的弗蘭蒂效應，而且不過度依賴電力電子技術，這使其更適合我國國情。雖然越來越多的國內外學者開始關注CRT的研究，但國內的研究工作仍較

2、為滯后。本文主要研究CRT的暫態(tài)過程，對其等效電路模型、數(shù)學模型、非線性鐵芯模塊、電磁暫態(tài)等效計算網(wǎng)絡、暫態(tài)參數(shù)計算、引起暫態(tài)響應的因素以及整個暫態(tài)過程進行深入研究。
　　從CRT的結構出發(fā)，建立考慮漏磁通、鐵芯飽和特性并且能夠反映電路與磁路耦合關系的適用于工程實際的等效電路模型?；诨纠@組的概念建立CRT數(shù)學模型，并分為忽略鐵芯飽和以及考慮鐵芯飽和兩種情況對CRT的數(shù)學模型以及暫態(tài)過程進行研究。當忽略鐵芯飽和時，得到基于基本繞

3、組的數(shù)學模型，計算電感系數(shù)并研究CRT暫態(tài)過程。當考慮鐵芯飽和時，應用數(shù)值積分解CRT的數(shù)學模型，建立只含有電流源的純電阻等效電磁暫態(tài)電路。
　　考慮到CRT在接入工作的過程中會因為鐵芯飽和而影響其工作可靠性，因此在處理CRT的鐵芯模塊時，選用精確度較高又方便計算的函數(shù)擬合法。在對比分析了幾個常用函數(shù)的擬合結果后，本文采用分段擬合的方式描述鐵芯的非線性特性，并用MATLAB進行驗證，仿真結果表明，本文采用的擬合方法能夠精確的描述鐵

4、芯模塊的非線性特性。
　　依據(jù)CRT的等效電磁暫態(tài)電路建立CRT的暫態(tài)伴隨參數(shù)方程，將內節(jié)點收縮后得到CRT的參數(shù)矩陣。將電磁暫態(tài)仿真軟件ATP-EMTP的仿真結果與根據(jù)參數(shù)矩陣計算的結果作對比，驗證所建模型的正確性與有效性。
　　提出將CRT的工作過程分為接入過程、換級過程和退出過程三個既相互獨立又相互影響的子過程，并分別對這三個過程在考慮鐵芯飽和的暫態(tài)過程進行分析研究。引起接入過程產(chǎn)生暫態(tài)響應的因素是投入瞬間電源電壓的初

5、相角以及鐵芯的非線性特性。不論選擇哪種投入方式，暫態(tài)過程是必然存在的。但是，當初相角為-π/2或者π/2時，勵磁電流的瞬時值最大。引起換級過程產(chǎn)生暫態(tài)響應的因素是晶閘管的導通角。已經(jīng)接入的控制繞組會受后續(xù)接入的控制繞組的影響，使得本級支路電流幅值在每個后續(xù)控制繞組接入后減小，但是單個的控制繞組投入時會有較大的暫態(tài)電流。而且不論晶閘管在何時投入，皆存在著固定的過渡過程。由于CRT的退出過程是通過控制繞組側串聯(lián)的反并聯(lián)晶閘管控制，因此若撤除