变压器式可控电抗器限流电感计算

变压器式可控电抗器(CRT)以固定单支路调节模式运行时具有优越的谐波性能,而为其各限流电感匹配合适的参数则是实现固定单支路调节模式的关键所在。基于CRT的自、互电感电路方程,导出CRT工作绕组瞬时电流及其基波分量有效值的计算公式,进而引入调节过程及容量区间的概念。根据CRT固定单支路调节模式的切换流程,一方面基于CRT输出容量连续且各容量区间重叠最小的原则,建立了求解各限流电感的优化模型;另一方面按照已有文献认为各控制绕组电流互不影响的理想情况建立了求解限流电感的非线性方程组。最后设计算例,借助Matlab优化工具箱进行求解,结果表明按理想情况求出的限流电感会造成大范围容量断续,是不可取的,而采用所提出的优化方法得出的参数则能有效地实现CRT的固定单支路调节模式。     

基于磁集成技术的变压器式可控电抗器的结构设计与分析

为了实现变压器式可控电抗器(CRT)"高阻抗、弱耦合"的设计目的,基于磁集成技术,提出了阵列式磁集成CRT结构。通过分析此结构各绕组磁通关系以及建立其等效电路,推导出各绕组的短路阻抗与短路电流的计算式,并进行绕组短路阻抗与短路电流的举例计算。磁通分析与举例计算结果表明,所提出的阵列式磁集成CRT结构将控制绕组与限流电感集成在一起,将各控制绕组的短路电流维持在了额定值,在满足CRT"高阻抗"设计要求的同时减少了分立磁件数目;此外,随着后续控制绕组的投入,已经投入运行的控制绕组电流保持不变,即达到了各控制绕组间完全解耦的目的,满足CRT"弱耦合"的设计要求。     

变压器式可控电抗器工作原理的比较分析

变压器式可控电抗器CRT(controllable reactor of transformer type)的工作原理对其运行性能具有重要影响。首先简要介绍了多绕组CRT与分裂式CRT的工作原理,通过求解自、互电感电路方程得到二者工作绕组电流的瞬时表达式,并采用傅里叶级数分析方法求得工作绕组电流各次谐波分量有效值;然后基于2种CRT等效电路,在Matlab中搭建仿真模型,从工作绕组电流波形、过渡过程、控制绕组电流变化趋势这3方面对二者进行比较分析。分析结果表明,分裂式CRT在工作原理上比多绕组CRT更具优势;最后综合分析了2种CRT的优缺点,为CRT的设计制造提供必要参考。     

变压器式可控电抗器的控制特性和谐波特性

控制特性和谐波特性是变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)的2个重要特性。文中首先给出CRT绕组电流计算模型;其次,对顺次单支路工作模式和解耦工作模式这2种典型工作模式的特点进行了分析;最后,结合具体算例,基于绕组电流计算模型,分别在顺次单支路工作模式和解耦工作模式下对CRT的控制特性和谐波特性进行了计算和对比。计算分析结果表明:顺次单支路工作模式下谐波系数总能满足要求,但各控制绕组的额定值设计较困难且绕组材料浪费严重;解耦工作模式下绕组材料利用率大大提高,但却有谐波系数较大而且不可控的缺点。上述结果揭示了CRT的控制特性和谐波特性与工作模式之间的关系,为不同工作模式下CRT的控制特性和谐波特性的分析计算,以及工作模式的选择和改进提供了参考。     

不同工作模式下基于谐波电流有效值分级标准的CRT参数设计

控制绕组级数的减少对于提高变压器式可控电抗器(CRT)的工作效率、降低设计制造难度具有重要意义。基于国标GB/T 14549—93对谐波电流的要求,提出了更经济的CRT谐波电流有效值分级标准,在此基础上分析了3种典型单支路工作模式下控制绕组电流、控制绕组级数、谐波电流之间的关系,并以谐波电流为约束条件对CRT不同工作模式下的控制绕组级数和各级电流等参数进行设计,同时对3种工作模式的控制绕组级数大小进行比较分析。算例计算结果表明:在基于谐波电流有效值分级标准对CRT控制绕组参数进行设计时,控制绕组级数与第1级控制绕组电流、最大k次谐波电流和工作模式相关,不同工作模式下控制绕组级数不同,但注入电网的谐波电流均能满足要求,且第1级控制绕组电流分配相差不大时,固定单支路工作模式下谐波电流最小。     

变压器式可控电抗器的单绕组调节模式及谐波电流优化

在变压器式可控电抗器（CRT）运行时的任一确定工况下,合理地选择短路与调节控制绕组可有效减小CRT向电网注入的谐波电流含量。为此,给出CRT单绕组调节模式的明确定义,通过求解CRT的自、互电感电路方程,得到工作绕组瞬时电流的分段表达式,并推出工作绕组电流基波及各次谐波分量有效值的计算公式;引入调节过程及容量区间等概念,给出了CRT单绕组调节模式的通用分析方法;在此基础上,对所有适合给定输出功率的调节过程进行筛选比较,得到使CRT对电网造成的谐波污染达到最小的调节过程及相应调节控制绕组的触发角,实现了单绕组调节模式下CRT的谐波电流优化。分析和算例结果说明CRT的任意一个单绕组调节模式均可看作是若干个特定调节过程的一个排列;与已有的3种单绕组调节模式进行对比,说明所给谐波电流优化方法是有效的。     

基于多绕组调节模式的变压器式可控电抗器谐波电流优化

变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)目前的调节模式仅限于单绕组调节模式,此时CRT的谐波电流含量无法满足要求更高的应用场合。为进一步改善CRT的谐波性能,提出了多绕组调节模式的基本概念;采用分段线性化的方法,推出CRT工作绕组瞬时电流的计算通式;利用傅里叶级数分析方法求得工作绕组电流基波及各次谐波分量有效值与各触发角之间的函数关系式。将CRT整个容量范围进行离散,依次以各离散容量点为等式约束,以CRT向电网注入的谐波电流含量为目标函数,建立非线性优化模型,并调用Matlab中的求解非线性约束最小化问题的函数(Fmincon)逐点求解,从而实现了CRT的谐波优化调节模式。算例分析显示谐波优化调节模式的谐波性能明显优于目前公认的谐波性能最好的固定单支路调节模式。最后借助CRT等值电路仿真模型指出文中提出的谐波优化方法的本质是基于谐波对消原理,在相控方式下,"对消"原理比已有的"稀释"原理能够更显著地减小CRT注入电网的谐波含量。     

倍极感应励磁同步发电机的电感参数与转子励磁电流

在倍极感应励磁同步发电机中，转子励磁绕组中的励磁电流是由定于直流绕组建立的倍极磁场感应产生。转子励磁电流与定于直流绕组电流之间的关系是其重要电磁关系，通常用绕组电感参数表达，但由于该类电机结构的特殊性，有关电感参数的计算十分困难。本文从电感系数的基本定义出发，提出了一种有关电感系数的等效计算方法，并由此得出了用绕组参数表达的转子励磁电流实用计算公式，其正确性得到了实验验证。     

基于改进绕组函数法的感应电机偏心电感参数计算

针对大型感应电机常见的气隙偏心故障,提出了以绕组函数为核心的多回路建模方法,并对绕组函数法进行了理论推导,最后计算了电机各回路间的电感。基于所给出的计算方法,对一台1 200k W样机建立气隙偏心模型,并通过引入绕组函数平移系数进行更精确的计算。通过对改进的绕组函数法与传统方法以及有限元仿真的偏心电感计算结果的对比,表明改进的绕组函数法应用于计算偏心电机电感参数的可行性,并展示了其在偏心状况下电感参数的变化特点。     

变压器式可控电抗器绕组电流与触发角的关系

变压器式可控电抗器(CRT)各绕组的电流与其各个控制绕组晶闸管的触发次序及触发角大小关系密切。在根据各个控制绕组触发角的大小规定触发次序后,采用分段线性化的方法,建立了用自、互电感表示的电路方程,通过求解电路方程,得出所有绕组电流瞬时值在任意时段上的矩阵表达式。通过傅里叶分解求得所有绕组基波电流的傅里叶系数与各个控制绕组晶闸管触发角之间的非线性函数关系式的矩阵形式,进而得到其基波电流有效值。分析和算例结果说明,所给出的CRT绕组电流计算公式适用于CRT的所有工作方式;控制绕组逐级短路的工作方式只是一个特例。