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磁饱和式可控电抗器非线性动态电磁网络模型研究
1
作者 王田戈 田铭兴 +1 位作者 尹路 田文君 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期4004-4016,共13页
针对电力设备状态动态实时变化的物理实体,构建高效数学模型,是实现电力系统系统级仿真和大型电磁设备一体化分析设计的重要环节。该文以磁饱和式可控电抗器(MSCR)为分析对象,提出一种兼顾计算准确度和计算速度的电磁参数计算新方法—... 针对电力设备状态动态实时变化的物理实体,构建高效数学模型,是实现电力系统系统级仿真和大型电磁设备一体化分析设计的重要环节。该文以磁饱和式可控电抗器(MSCR)为分析对象,提出一种兼顾计算准确度和计算速度的电磁参数计算新方法——非线性动态电磁网络模型。首先,基于网络图论和区域离散化思想,考虑铁心非线性与磁阀漏磁,建立MSCR二维磁网络模型。其次,根据MSCR的电磁耦合关系,采用受控源的方式建立其电磁耦合等效电路,并生成MSCR非线性动态电磁网络模型。基于此,对MSCR不同磁饱和度下的绕组电流与铁心磁通进行计算。最后,将计算结果与三维有限元模型和实验测量结果比较,验证该模型的有效性。结果显示,与三维有限元模型相比,MSCR的非线性动态电磁网络模型的计算速度为其50~240倍,存储空间仅为其1/10000~1/7000,在满足计算精度的要求下有效地提高了计算效率,在可控电抗器的初期设计以及电力系统的系统级仿真方面具有独特的优势。 展开更多
关键词 磁饱和式可控电抗器 电磁网络模型 电磁参数计算 有限元法
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换流阀用饱和电抗器紧固件松动仿真研究
2
作者 张思鲁豫 刘云鹏 +2 位作者 来庭煜 张晓龙 孙天舒 《高电压技术》 北大核心 2025年第11期5639-5647,I0029,共10页
饱和电抗器长期振动可能产生的松动会危害换流阀正常工作,掌握饱和电抗器的振动特性是消除其带来安全隐患的前提。为此,该文对一种已投运的饱和电抗器开展振动特性及其仿真计算方法研究。首先,建立了与实物等尺寸的有限元仿真模型,对正... 饱和电抗器长期振动可能产生的松动会危害换流阀正常工作,掌握饱和电抗器的振动特性是消除其带来安全隐患的前提。为此,该文对一种已投运的饱和电抗器开展振动特性及其仿真计算方法研究。首先,建立了与实物等尺寸的有限元仿真模型,对正常工况下饱和电抗器的磁场-固体力学耦合场进行仿真计算,并基于修改铁芯杨氏模量的方式模拟紧固件不同松动状态并再次进行仿真计算;其次,搭建了振动试验平台,对饱和电抗器在正常工况和多种松动工况下的振动进行试验测量;第三,对比分析了试验数据与仿真结果。对比表明:二者振动加速度峰值的误差在8%以内,该模型可以对不同状态下的饱和电抗器振动特性进行模拟。该文研究方法可为后续换流阀层与阀塔的振动仿真奠定了基础。 展开更多
关键词 换流阀 饱和电抗器 磁致伸缩 多物理场 紧固件松动 振动加速度
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磁饱和式可控电抗器的等效物理模型及其数学模型 被引量：61
3
作者 田铭兴 励庆孚 王曙鸿 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期18-21,35,共5页
概述了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理。根据磁饱和式可控电抗器两个铁心及绕组的结构完全对称以及它们工作状态在正负半周里呈镜像对称的特点 ,利用傅里叶级数分析方法分析了各支路电流谐波分量及其关系。通过对两种结构形式... 概述了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理。根据磁饱和式可控电抗器两个铁心及绕组的结构完全对称以及它们工作状态在正负半周里呈镜像对称的特点 ,利用傅里叶级数分析方法分析了各支路电流谐波分量及其关系。通过对两种结构形式的磁饱和式可控电抗器电磁方程的推导和比较 ,发现它们的数学本质是一致的 ,由此得到了磁饱和式可控电抗器的一种比较简单的等效物理模型。通过引入绕组端口等效磁通的概念建立了它的数学模型。该数学模型概念清晰 ,重点突出 ,形式简单 ,有利于磁饱和式可控电抗器理论的统一分析 ,且对设计研究具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 磁饱和式可控电抗器 等效物理模型 数学模型 电磁方程
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饱和铁心型桥式故障限流器的性能参数设计与实验 被引量：12
4
作者 陈柏超 魏亮亮 +2 位作者 雷洋 田翠华 袁佳歆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第13期185-193,共9页
为解决系统短路电流过大、传统饱和铁心型故障限流器限流效果和经济性不理想等问题,提出一种饱和铁心桥式故障限流器(BSFCL)。相比传统饱和铁心型故障限流器,该限流器采用桥式结构,可有效减小限流器的体积和成本;通过外加限流电感,有效... 为解决系统短路电流过大、传统饱和铁心型故障限流器限流效果和经济性不理想等问题,提出一种饱和铁心桥式故障限流器(BSFCL)。相比传统饱和铁心型故障限流器,该限流器采用桥式结构,可有效减小限流器的体积和成本;通过外加限流电感,有效提高了限流器的限流效果。首先分析饱和铁心型桥式故障限流器的工作原理,然后建立限流器的磁路模型,并对限流器性能参数进行详细分析和设计。在此基础上,基于Ansoft建立饱和铁心型桥式故障限流器的场路耦合仿真模型,通过仿真说明其工作原理和良好的性能,并分析不同参数对限流器限流效果的影响。最后研制了一台220V/20A饱和铁心型桥式故障限流器实验样机,实验结果验证了所提结构和方法的有效性。 展开更多
关键词 限流器 限流电感 磁路模型 性能参数 限流效果
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基于分岔理论的磁阀式可控电抗器匝数比研究 被引量：9
5
作者 张永峰 程新功 +1 位作者 宗西举 于波 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期91-94,共4页
匝数比取值对磁阀式可控电抗器(MVCR)的工作性能有较大影响。匝数比取值合理,能够保证MVCR的端电压瞬间变化时,其工作电流迅速稳定在某一个当前值;若匝数比取值不当,会使MVCR在运行过程中表现出很强的非线性特性,对系统的运行特性造成... 匝数比取值对磁阀式可控电抗器(MVCR)的工作性能有较大影响。匝数比取值合理,能够保证MVCR的端电压瞬间变化时,其工作电流迅速稳定在某一个当前值;若匝数比取值不当,会使MVCR在运行过程中表现出很强的非线性特性,对系统的运行特性造成极大的影响,甚至无法工作。利用非线性动力学的分岔理论,阐述了一种固定周期离散映射的建模方法。首先建立MVCR的离散模型,然后利用该模型计算得到匝数比不同取值时等效工作电流的稳态值。在分析稳态值分岔现象的基础上,给出了匝数比的合理取值范围。仿真结果验证了所提方法的有效性和合理性。 展开更多
关键词 分岔 磁阀式可控电抗器 非线性特性 离散模型 匝数比
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磁饱和可控电抗器等效模型在设计中的应用 被引量：8
6
作者 罗隆福 陈波 许加柱 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期70-74,共5页
介绍了磁饱和式可控电抗器基本结构与工作原理,引入开关函数的概念,对可控电抗器工作状态进行分析。根据电路和磁路基尔霍夫定律,提出了一种基于磁饱和可控电抗器等效物理模型的设计方法,给出了单相磁饱和式可控电抗器具体设计步骤。结... 介绍了磁饱和式可控电抗器基本结构与工作原理,引入开关函数的概念,对可控电抗器工作状态进行分析。根据电路和磁路基尔霍夫定律,提出了一种基于磁饱和可控电抗器等效物理模型的设计方法,给出了单相磁饱和式可控电抗器具体设计步骤。结合铁磁材料的磁化曲线,反复迭代验证,实际设计了一台小容量的实验样机。实验结果表明:所提出的基于等效模型的可控电抗器的设计方法正确,具有方法简捷、概念清晰等优点,对磁饱和式可控电抗器的设计研究具有一定的指模导意义。 展开更多
关键词 磁饱和式 可控电抗器 等效模型 设计
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单磁芯式可控饱和电抗器仿真研究 被引量：7
7
作者 李维波 毛承雄 +3 位作者 陆继明 李前 张俊峰 殷幼军 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第7期1-4,共4页
为研究可控饱和电抗器的开环输出特性,分析了用于直流比较仪中单磁芯式可控饱和电抗器的结构特点、控制原理和输出特性,在该单磁芯的结构中增加了一个检测绕组,利用多项式和双曲线的混合模型对磁芯的BH磁化曲线精确拟合,并基于MATLAB6.... 为研究可控饱和电抗器的开环输出特性,分析了用于直流比较仪中单磁芯式可控饱和电抗器的结构特点、控制原理和输出特性,在该单磁芯的结构中增加了一个检测绕组,利用多项式和双曲线的混合模型对磁芯的BH磁化曲线精确拟合,并基于MATLAB6.5软件建立了仿真模型,试制了样机。仿真和实验表明,该模型可得出有关直流比较仪中单磁芯可控饱和电抗器的开环输出特性,利于研究与设计最佳结构和电磁参数的直流比较仪。 展开更多
关键词 可控饱和电抗器 开环输出特性 仿真模型
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基于分级磁阀结构的三相磁控电抗器谐波抑制研究 被引量：8
8
作者 高冬梅 袁海文 张永斌 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期389-391,共3页
为了降低磁控电抗器MCR产生的谐波对电网的影响,笔者提出将MCR工作铁心设计为分级磁阀结构,并建立了这种铁心结构的磁路等效数学模型。在分析一般磁控电抗器谐波分布特性的基础上,给出了分级磁阀结构电抗器的谐波抵消原理。计算结果表... 为了降低磁控电抗器MCR产生的谐波对电网的影响,笔者提出将MCR工作铁心设计为分级磁阀结构,并建立了这种铁心结构的磁路等效数学模型。在分析一般磁控电抗器谐波分布特性的基础上,给出了分级磁阀结构电抗器的谐波抵消原理。计算结果表明分级磁阀结构电抗器将现有MCR半极限饱和条件下输入电网的最大谐波电流含量由6%降低到3%。 展开更多
关键词 分级磁阀 等效模型 谐波抵消 谐波抑制
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开关特性饱和电抗器原理及其实验 被引量：3
9
作者 李晓明 梁军 +2 位作者 王葵 王雷 陈晓 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第23期132-137,144,共7页
提出一种开关特性饱和电抗器,它是变压器参数与饱和电抗器性能结合的产物。提出的开关特性饱和电抗器可作为一种交流电路无源开关使用,工作原理简单、可靠,可通过控制电压等级很低的电力电子器件,控制很高电压等级电力系统交流输电回路... 提出一种开关特性饱和电抗器,它是变压器参数与饱和电抗器性能结合的产物。提出的开关特性饱和电抗器可作为一种交流电路无源开关使用,工作原理简单、可靠,可通过控制电压等级很低的电力电子器件,控制很高电压等级电力系统交流输电回路的开关状态。阐述了这种开关特性饱和电抗器的基本工作原理与基本结构。开关特性饱和电抗器非线性暂态过程的理论分析十分困难;设计制造了220V的实验样机,采用大量实验的方法总结开关特性饱和电抗器变化规律。实验表明,提出的开关特性饱和电抗器原理可行;暂态过程与电流大小有关;在截止过程中,开关特性饱和电抗器具有电流越大暂态过程越短的特性;该特性有利于实现短路电流限制器功能。 展开更多
关键词 饱和电抗器 开关特性 暂态特性 非线性特性 短路电流限制器
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磁饱和式可控电抗器在无功补偿中的应用 被引量：21
10
作者 单铁铭 杨仁刚 《电测与仪表》 北大核心 2004年第10期36-39,共4页
介绍了磁饱和式可控电抗器的基本结构和工作原理,以此为补偿元件、晶闸管为执行元件的无功补偿设备可以快速、准确、平滑、合理地调节系统的无功功率,满足超高压、长距离输电和冲击性负荷的供电要求。
关键词 磁饱和 电抗器 无功补偿
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电气化铁路瞬时无功信息检测及动态无功补偿系统 被引量：4
11
作者 邵华平 袁佳歆 陈柏超 《武汉大学学报（工学版）》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期109-112,共4页
介绍了采用瞬时无功理论实时检测电气化铁路的无功信息,用快速响应的磁阀式可控电抗器配合并联电容器组快速调节系统的无功功率,可以减小系统无功潮流.该动态无功补偿系统还具有平滑调节无功功率、造价低、可靠性高等优点.
关键词 瞬时无功理论 磁阀式可控电抗器 无功补偿
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基于巨磁阻的电力系统三相电流测量及其应用 被引量：3
12
作者 郑瑞晨 张玉花 +1 位作者 秦亮 刘开培 《电测与仪表》 北大核心 2004年第10期19-22,53,共5页
在叙述了巨磁阻基本原理的基础上,提出了用巨磁阻传感器测量电力系统三相电流的原理和方法,解决了三相电流磁场相互干扰情况下三相电流的测量问题。
关键词 巨磁电阻抗效应 巨磁阻传感器 巨磁阻
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考虑ΔE效应的磁控电抗器振动特性分析 被引量：4
13
作者 闫荣格 张晓杰 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2020年第7期1-8,共8页
在磁控电抗器气隙填充负超磁致伸缩材料能够减振。但是超磁致伸缩材料的杨氏模量E在磁场中会发生变化,即具有ΔE效应。本文针对这一特点,基于有限元法建立了考虑垫块ΔE效应的磁控电抗器电磁-机械耦合模型,对磁控电抗器的振动特性进行... 在磁控电抗器气隙填充负超磁致伸缩材料能够减振。但是超磁致伸缩材料的杨氏模量E在磁场中会发生变化,即具有ΔE效应。本文针对这一特点,基于有限元法建立了考虑垫块ΔE效应的磁控电抗器电磁-机械耦合模型,对磁控电抗器的振动特性进行了分析,最后对定制的磁控电抗器样机的振动加速度进行了实验测量,仿真和实验结果验证了所建立数学模型的正确性,为电工装备减振降噪提供了理论依据。 展开更多
关键词 负超磁致伸缩材料 磁控电抗器 ΔE效应 有限元法
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高压电机起动的饱和电抗器设计 被引量：4
14
作者 卿向东 吴顺伟 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第1期43-46,共4页
介绍高压电机起动用饱和电抗器参数的选择及设计方法,并给出了具体例子。
关键词 磁饱和电抗器 起动 参数 设计
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基于模糊神经网络的MCR电压无功控制 被引量：1
15
作者 陈嘉鹏 江修波 +1 位作者 刘丽军 郑文迪 《电力科学与技术学报》 CAS 2014年第4期65-71,共7页
针对磁控电抗器MCR恒压/恒功率因数控制模式无法兼顾电压及功率因数的不足,提出综合考虑电压及功率因数的模糊神经网络加权控制策略,详细阐述模糊神经网络控制器的结构及其参数调整方法,设计由恒压和恒功率因数模糊神经网络控制器组成... 针对磁控电抗器MCR恒压/恒功率因数控制模式无法兼顾电压及功率因数的不足,提出综合考虑电压及功率因数的模糊神经网络加权控制策略,详细阐述模糊神经网络控制器的结构及其参数调整方法,设计由恒压和恒功率因数模糊神经网络控制器组成的控制系统,控制MCR输出的感性无功。算例仿真结果表明,该控制系统具有良好的负载跟踪特性,能实时跟踪电网电压及功率因数的变化;与传统PI闭环控制模式相比,具有超调量更小及响应时间更短等特点。 展开更多
关键词 磁控电抗器 模糊神经网络控制 负载跟踪特性 电压无功控制
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基于ANSYS有限元的磁阀式可控电抗器的磁路模型研究 被引量：3
16
作者 章宝歌 位大亮 韩啸 《电源学报》 CSCD 2016年第1期74-79,共6页
针对磁阀式可控电抗器的铁心结构,推导了电磁数学模型,并在ANSYS有限元软件中对不同铁心结构的磁阀式可控电抗器在饱和工作状态下的磁场进行了系统地仿真、比较、分析。在此基础上,提出了一种能明显消除边缘效应且漏磁与总损耗也明显下... 针对磁阀式可控电抗器的铁心结构,推导了电磁数学模型,并在ANSYS有限元软件中对不同铁心结构的磁阀式可控电抗器在饱和工作状态下的磁场进行了系统地仿真、比较、分析。在此基础上,提出了一种能明显消除边缘效应且漏磁与总损耗也明显下降的磁阀串联分布方式。研究结果表明:磁阀式可控电抗器铁心饱和度只与磁阀截面积有关,与磁阀长度无关。仿真结果与理论分析相一致,说明了仿真方法的正确性。仿真结果说明了这种分布串联磁阀结构电抗器具有巨大的实际应用价值。 展开更多
关键词 ANSYS有限元 磁阀式可控电抗器 铁心结构 铁心损耗 边缘效应
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直流偏磁下磁饱和电抗器铁心电磁振动分析 被引量：10
17
作者 闫荣格 郜玉香 +1 位作者 贲彤 陈俊杰 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2018年第8期27-33,共7页
磁饱和电抗器能够根据系统传输功率的大小平滑地调节所补偿的无功功率,在电力系统等多种行业得到了广泛的应用。由于磁饱和电抗器铁心磁阀结构的特殊性以及交直流共同激励的工作方式使得其振动噪声相对于其他电抗器更加明显。本文对直... 磁饱和电抗器能够根据系统传输功率的大小平滑地调节所补偿的无功功率,在电力系统等多种行业得到了广泛的应用。由于磁饱和电抗器铁心磁阀结构的特殊性以及交直流共同激励的工作方式使得其振动噪声相对于其他电抗器更加明显。本文对直流偏磁引起磁饱和电抗器铁心电磁振动问题进行分析。首先对电抗器铁心固有频率进行仿真及模态实验,得到电抗器的各阶固有频率及振型,并得出振动测试关键点位置;然后基于有限元分析建立了考虑电磁力与磁致伸缩效应作用的电磁-机械耦合模型,得到了不同直流偏磁下测试点振动位移时域和频域波形,为在设计上减少电抗器振动噪声提供理论依据与实验参考。 展开更多
关键词 磁饱和电抗器 模态实验 直流偏磁 电磁振动
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饱和电抗器参数对晶闸管过电压影响研究 被引量：1
18
作者 刘磊 张翔 +1 位作者 孙健 方太勋 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期8-10,共3页
为研究换流阀饱和电抗器参数对晶闸管过电压影响需搭建换流阀整体仿真模型。基于饱和电抗器结构搭建了其等效模型,再结合端间脉冲电压仿真与实验波形验证等效模型的准确性;研究并给出晶闸管单级宽频等效模型与换流阀阀塔分布电容网络,... 为研究换流阀饱和电抗器参数对晶闸管过电压影响需搭建换流阀整体仿真模型。基于饱和电抗器结构搭建了其等效模型,再结合端间脉冲电压仿真与实验波形验证等效模型的准确性;研究并给出晶闸管单级宽频等效模型与换流阀阀塔分布电容网络,通过所搭建的换流阀整体模型仿真研究了冲击电压下晶闸管承受过电压情况,给出不同工况时晶闸管电压工作曲线,验证换流阀参数设计的合理性;研究陡波冲击实验时饱和电抗器各参数变化对晶闸管承受过电压的影响,给出饱和电抗器参数设计时重要的参考依据。结果表明换流阀及饱和电抗器参数设计合理,不同冲击电压时晶闸管均工作在安全电压范围内。 展开更多
关键词 饱和电抗器 晶闸管过电压 宽频等效模型
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基于状态变量法的磁饱和式可控电抗器动态特性仿真 被引量：2
19
作者 耿大勇 王凤翔 冯桂宏 《变压器》 北大核心 2011年第7期38-42,共5页
采用状态变量法进行了磁饱和式可控电抗器的动态特性仿真。
关键词 磁饱和式可控电抗器 状态变量法 动态特性
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饱和电抗器限流波形的特征 被引量：3
20
作者 高越农 李月英 《电气技术》 2009年第11期64-66,共3页
饱和电抗器属于产生谐波的一类限流器件。工作于限流状态的饱和电抗器电流波形必然具有电流变化平缓的‘平台’。平台出现的位置取决于直流偏置。限流平台形状是饱和电抗器限流效果的间接度量。
关键词 限流器件 饱和电抗器 直流偏置 限流平台
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