为研究变压器式可控电抗器CRT(controllable reactor of transformer type)的暂态特性,将CRT的工作过程分为接入过程和换级过程,并根据等值电路图分别建立了暂态数学模型.以包含4个控制绕组的CRT为例,利用电磁暂态计算程序ATP-EMTP建立了仿真模型.通过对不同电压初相位的仿真计算,得出了最理想的接入过程工作方式,以及在最严重情况下的激磁电流;通过对不同晶闸管投入时刻下换级过程的仿真分析,得出了最理想的换级过程工作方式.仿真结果与分析结果一致,可以为CRT后续的控制系统设计提供可靠的暂态性能数据.
为实现变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)"高阻抗、弱耦合"的设计原则,结合磁集成技术提出了一种变压器式可控电抗器磁集成结构,其工作绕组根据功率级数由多段绕组并联组成,所有绕组均采用饼式结构。每段工作绕组与一个控制绕组组成结构基本单元,工作绕组与控制绕组间设置有铁饼以实现"高阻抗",各基本单元间设置分割铁心以实现"弱耦合"。基于ANSYS软件,采用"磁场-电路"耦合法对磁集成结构的磁场和电流进行有限元算例求解,其结果说明此结构能够满足CRT"高阻抗、弱耦合"的设计要求,验证了此结构的正确性。这种磁集成方法为磁集成技术在电力设备中的进一步应用提供了参考。
为了克服多绕组的耦合效应,使变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)安全、可靠、高效地工作,就必须得对CRT的结构进行优化设计。基于解耦磁集成技术,提出了一种适用于CRT解耦集成的磁芯结构,通过提供低磁阻磁路实现了各控制绕组的解耦。在CRT各绕组漏抗解析计算的基础上,建立了电容–回转器等效电路,并以此等效电路为基础对气隙大小的合理化选择进行了分析。通过在MATLAB平台下搭建的电路模型,完成了各绕组电流分布的仿真分析,验证了所提结构在一定程度上能够很好地消除控制绕组间的磁耦合并提高绕组容量利用率。
由于变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)控制绕组间存在磁耦合,笔者将解耦磁集成技术应用于CRT的结构设计中,通过向各控制绕组的磁通提供低磁阻磁路来实现控制绕组间的解耦,从而提出了一种磁集成CRT铁心结构,进一步计算了各绕组的漏感,建立了其电感—变压器等效电路,推导了各控制绕组间的耦合度以及空载电流与侧柱气隙大小之间的关系式,并在MATLAB平台下对其进行了仿真分析。仿真结果表明增大气隙,可以减小控制绕组间的磁耦合,提高绕组容量利用率;验证了此结构通过控制侧柱气隙的大小达到解耦的方法是有效的。
