基于磁控电抗器的故障限流器的研究

论文摘要

随着电力工业的发展,电力系统规模不断扩大,从而对电网安全、稳定、可靠运行提出了新的、更高的要求。作为电力系统安全可靠运行重要措施之一,短路故障限流器已成为当前电力系统研究的热点课题。首先,详细阐述磁饱和可控电抗的结构、工作原理,推导出电抗器各工作状态下的电磁方程。根据电磁方程中各变量之间的关系,搭建电抗器的仿真模型,并分析其相关特性。理论分析表明,磁饱和式可控电抗器有较小的谐波、较快的响应速度、近似线性的伏安特性等优点。其次,讨论磁控型故障限流器的工作原理,正常通流态、故障限流态的工作过程。本文对磁控型故障限流器的几个主要技术指标做了定义、解释,分析其性能。针对限流器在正常通流态、故障限流态时的几个重要参数,建立了它们之间的约束关系。分别对限流器不同状态下相应研究内容进行基于Matlab软件的仿真研究,仿真结果表明磁控型故障限流器能有效限制短路故障电流。最后,详细分析了磁控型故障限流器的响应速度及其相关主要因素。进一步讨论如何提高响应速度,在此基础上,针对磁控型故障限流器的铁心绕组抽头比范围的确定进行了阐述。以上所有工作从理论和仿真研究两方面论证了磁控型故障限流器的可行性和优越性,为其后续研发奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 故障限流器的国内外发展情况
• 1.2.1 固态限流器的发展状况
• 1.2.2 超导限流器的发展状况
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 磁控电抗器的数学模型及特性
• 2.1 磁控电抗器的基本结构
• 2.2 磁控电抗器的工作原理
• 2.3 磁控电抗器的铁磁材料及磁化特性
• 2.4 磁控电抗器的电磁方程
• 2.5 磁控电抗器的仿真研究及特性分析
• 2.5.1 基波伏安特性
• 2.5.2 磁控电抗器的控制特性
• 2.5.3 磁控电抗器的谐波特性
• 2.6 本章小结
• 第3章 磁控型故障限流器的仿真研究
• 3.1 磁控型故障限流器的结构
• 3.2 磁控型故障限流器的工作原理
• 3.2.1 电网输电的正常通流态
• 3.2.2 电网输电的故障限流态
• 3.2.3 磁控型故障限流器的技术特点
• 3.2.4 主动式和被动式磁控型故障限流器
• 3.3 磁控型故障限流器的主要技术指标
• 3.3.1 正常通流态压降
• 3.3.2 故障限流态电网电流稳态有效值
• 3.3.3 故障电流缩减率
• 3.4 磁控型故障限流器的正常通流态
• 3.4.1 正常态主铁心1 的磁化特性曲线
• 3.4.2 正常通流态压降与主铁心截面积之间的约束方程
• 3.4.3 磁控型故障限流器正常通流态一相的等效感抗
• 3.5 磁控型故障限流器的故障限流态
• 3.5.1 电网短路故障发生后直流回路速断完成前的过程
• 3.5.2 短路故障电流稳态值与主铁心截面积之间的约束方程
• 3.6 本章小结
• 第4章 磁控型故障限流器的响应速度分析
• 4.1 限流器响应速度与控制电压的关系
• 4.2 限流器响应速度与抽头比的关系
• 4.3 故障限流器铁心绕组抽头比的确定
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文
• 致谢