[发明专利]考虑永磁体漏磁的磁饱和直流故障限流器电感计算方法

说明书

本发明提出了一种考虑永磁体漏磁的磁饱和直流故障限流器电感计算方法，通过磁通管等效计算原理，将永磁偏磁型磁饱和铁心直流故障限流器永磁体上方的漏磁区域分为A₁‑A₄四个部分。基于各部分的磁通管区域分布，计算其等效磁导值，得到考虑漏磁分布的永磁偏磁型磁饱和铁心直流故障限流器等效磁导网络，进而计算得到等效电感值。仿真计算及实验表明，通过上述计算流程，考虑漏磁分布的永磁偏磁型磁饱和铁心直流故障限流器电感计算值较传统不考虑漏磁效应的方法在计算精度上有较大提升，计算效率高。

技术领域

本发明涉及一种饱和铁心型直流故障限流器的电感计算方法，尤其是涉及一种新型考虑永磁体漏磁效应的磁饱和铁心型直流故障限流器电感计算方法。

背景技术

高压直流系统的故障故障电流的快速上升一直威胁着高压直流系统的安全运行，因此限制故障电流上升速度的故障限流器是系统安全运行必不可少的。已有的传统磁饱和型直流故障限流器结构图如图1，通过在铁心中嵌入永磁体来产生可变电感，永磁体的磁场方向和直流电流在线圈产生的磁磁场方向相反，永磁体的磁场使铁心处于磁饱和状态。正常工作时，系统额定电流产生的磁动势，不足以使铁心脱离饱和区，使线圈在电网中处于低电感状态。当出现短路故障时，大电流产生的磁通足以抵消永磁体的磁通，铁心脱离饱和状态，在直流线圈快速产生高电感，从而限制短路电流的上升速度。然而，现有的传统限流器模型在铁心中嵌入的永磁体磁阻较大，永磁体上方漏磁效应严重，若不考虑永磁体漏磁效应，会导致永磁体实际计算磁阻值偏高，限流器电感计算值较实际值偏低，计算精度不足，难以满足实际应用需求。

发明内容

本发明针对现有传统磁饱和直流限流器电感计算模型所存在的技术问题，提出了一种新型的考虑永磁体漏磁效应的磁饱和铁心型直流故障限流器电感计算方法，通过磁通管等效计算原理，将永磁偏磁型磁饱和铁心直流故障限流器永磁体上方的漏磁区域分为A₁-A₄四个部分。基于各部分的磁通管区域分布，计算其等效磁导值，得到考虑漏磁分布的永磁偏磁型磁饱和铁心直流故障限流器等效磁导网络，进而计算得到等效电感值。仿真计算及实验表明，通过上述计算流程，考虑漏磁分布的永磁偏磁型磁饱和铁心直流故障限流器电感计算值较传统不考虑漏磁效应的方法在计算精度上有较大提升，计算效率高。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：包括四个永磁体上方漏磁导区域(A₁-A₄)，呈现分层类圆弧状结构。

本发明的工作原理是：将永磁体上方漏磁区域分为A₁-A₄四个部分，结合不同部分的边界条件及磁通管计算原理，计算得到各个部分的等效磁导值，并将所有磁导值代入限流器总磁导网络中，通过电路磁路耦合计算得到考虑永磁体漏磁分布的限流器电感值。

具体是：

考虑永磁体漏磁的磁饱和直流故障限流器电感计算方法，其特征在于：考虑永磁体漏磁效应，将永磁体上方漏磁区域分为A₁-A₄四个主要部分，结合不同部分的边界条件及磁通管计算原理，计算得到各个部分的等效磁导值，并将所有磁导值代入限流器总磁导网络中，通过电路磁路耦合计算得到考虑永磁体漏磁分布的限流器电感值定义永磁体附近各部分磁导为p_A1-p_A4，计算公式分别为：

所述限流器电感计算公式为：