[发明专利]一种可控磁饱和电抗器建模方法

摘要

本发明公开了一种可控磁饱和电抗器建模方法，可控磁饱和电控器采用单相四柱式结构，每一相由两个芯柱及两个旁轭构成，而且三相为对称结构，两个分支工作绕组和两个分支控制绕组分别位于不同的芯柱上，通过芯柱以及旁轭各自构成闭合磁路；将铁芯中的全部磁路分为：左、右芯柱磁路；左、右旁柱；旁轭磁路以及中间上下轭磁路；以此建立等效方程。本发明的有益效果是针对可控磁饱和电抗器直交流绕组共同作用情况下磁路和电路的非线性问题，利用分段磁路法，在考虑了铁磁材料的非线性前提下，在ATP‑EMTP中建立了可控磁饱和电抗器磁路‑电路耦合仿真模型，并将计算结果与实测值进行对比分析，验证了可控磁饱和电抗器仿真模型的正确性。

主权项

1.一种可控磁饱和电抗器建模方法，其特征在于：可控磁饱和电控器采用单相四柱式结构，每一相由两个芯柱及两个旁轭构成，而且三相为对称结构，两个分支工作绕组和两个分支控制绕组分别位于不同的芯柱上，通过芯柱以及旁轭各自构成闭合磁路；将铁芯中的全部磁路分为：左、右芯柱磁路；左、右旁柱；旁轭磁路以及中间上下轭磁路；主磁通与电流方向符合安培定则，磁场强度方向与主磁通方向相同，各物理量的符号定义为：Nxy为绕组匝数、ixy为电流、uxy为电压、Φxy为绕组漏磁通、Lxy为绕组漏感、rxy为电阻，下标x＝a表示分支绕组位于左侧芯柱，x＝b表示分支绕组位于右侧芯柱；下标y＝c表示为工作绕组，y＝d表示为控制绕组；Φk为磁路主磁通；Hk为磁场强度；lk为等效磁路长度；其中下标k为磁路编号；建立以下电压方程：式(1)、(2)为左、右芯柱分支工作绕组的电压方程、式(3)、(4)为左、右芯柱控制绕组的电压方程,根据磁路基尔霍夫定律得到磁通方程为：Φ1＝Φ3+Φ5    (5)Φ4＝Φ2+Φ5    (6)回路方程为：H1l1+H3l3＝Naciac+Nadiad    (7)H2l2+H4l4＝Nbcibc‑Nbdibd    (8)H3l3＝H4l4+H5l5    (9)除此以外，各分段磁路还应满足与之容量以及长度相对应的磁化曲线，Φk＝fk(Hk)，(k＝1，2，3，4，5)，为准确表述各段磁路的状态，将左右分支工作绕组电流分解为：iac＝i′ac+i″ac    (10)ibc＝i′bc+i″bc    (11)且满足：H1l1＝Naci′ac+Nadiad    (12)H2l2＝Nbci′bc‑Nbdibd    (13)则根据式(7)、式(8)和式(9)可得：H3l3＝Naci″ac    (14)H4l4＝Nbci″bc    (15)H5l5＝Naci″ac‑Nbci″bc    (16)