n級飽和磁閥式可控電抗器結(jié)構(gòu)特性和仿真方法

田銘興，石鵬太，馬亞珍

（蘭州交通大學(xué) 自動化與電氣工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

0 引言

A.M.Bryantsev基于磁放大器的基本原理，創(chuàng)造性地提出了磁閥式可控電抗器MCR（Magneticvalve Controllable Reactor）的設(shè)計原理和方法［1-2］。 其突出貢獻(xiàn)在于提出“磁閥”的概念，即在主鐵芯柱的中間部分設(shè)置小截面段作為“磁閥”，以便在大磁通時只有磁閥段磁路飽和，其余磁路不飽和，這為減小MCR輸出電流中的諧波提供了重要的理論依據(jù)且指明了實踐方向。

然而，長期以來所設(shè)計的MCR的鐵芯柱只有一段磁閥，即單級飽和磁閥式可控電抗器SSMCR（Single-stage Saturable Magnetic-valve Controllable Reactor）。單相SSMCR的3次及5次諧波電流最大值可分別達(dá)到額定輸出電流的6.89%和2.52%［3］。這樣，對于大容量的單相SSMCR，其諧波電流最大值就會超過國家電力諧波標(biāo)準(zhǔn)中的限定值［4］。

為了減小MCR注入電網(wǎng)的諧波電流，常用的諧波抑制方法可以分為被動法和主動法。被動法是指采用適當(dāng)?shù)腗CR外部連接方式（如三相MCR的三相繞組連接為三角形［5］、2 組單相 MCR 并聯(lián)［6］）來減小MCR輸出的諧波電流；也可以采用和MCR并聯(lián)各類濾波器的方法［7-9］來減小MCR注入到電網(wǎng)的諧波電流。主動法是指通過改進(jìn)MCR的結(jié)構(gòu)，使其自身產(chǎn)生較小的諧波電流。顯然，被動法具有投資大和運行維護(hù)困難的缺點，應(yīng)積極采用主動法。

文獻(xiàn)［10-14］根據(jù)SSMCR抑制諧波的原理，提出了雙級飽和磁閥式可控電抗器TSMCR（Two-stage Saturable Magnetic-valve Controllable Reactor），并對其數(shù)學(xué)模型、諧波電流與各級磁閥的幾何尺寸的關(guān)系以及各級磁閥的結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)［15］采用與TSMCR類似的研究方法，對多級飽和磁閥式可控電抗器MSMCR（Multi-stage Saturable Magnetic-valve Controllable Reactor）的諧波抑制原理進(jìn)行了研究。……