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基于MATLAB的可控电抗器的仿真研究

李晓丹  
【摘要】:可控电抗器作为电网和电力传输场所的重要组成部分,对滤波和无功补偿有重要作用。随着电力系统的发展、制造技术的不断改进和新型电磁材料的成功应用,对电抗器的技术性能要求越来越高,这就对电抗器的设计提出了更高的技术要求。本文从工作原理、电路仿真、磁场仿真以及试验四方面对可控电抗器进行了研究,对电抗器的工程设计与运行分析具有有益的理论指导与实践参考价值。本文主要从以下方面展开工作: (1)从磁阀式可控电抗器的基本结构与工作原理入手,推导电磁方程,建立数学模型,并对其主要工作特性进行了详细分析,为后续仿真提供理论依据。 (2)使用MATLAB软件对磁阀式可控电抗器的各个工作状态进行仿真,建立状态方程,计算出了各工作电流大小并得出了各工作状态下支路电流、各元件电压和电流的波形,验证了理论的可行性。 (3)采用有限元软件MAGNET对非晶纳米晶可控电抗器进行三维有限元仿真,通过建立三维简化模型、对其在不同电压下进行三维时谐场分析,获取了电抗器内部的三维磁场分布及控制特性数据,将仿真结果与实验结果做了对比分析。 (4)为了验证可控电抗器的性能,对以新型材料非晶纳米晶和超薄硅钢为铁心的可控电抗器进行控制特性和响应速度的对比试验测试,并探究气隙对电感L和控制特性的影响。 最后主要对本文工作进行了分析和总结,并提出了下一步研究工作的方向。


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