电力磁控电抗新技术及应用

本书内容反映作者近三十年在电力磁控电抗器的理论和应用方面的成果。全书内容分为三篇:第一篇包括第一至第三章简要叙述磁控电抗器的发展历史，电力系统过电压及电压调节理论，以及电力系统电磁暂态计算方法；第二篇包括第四至第八章，详尽给出磁控电抗器理论研究成果；第三篇包括第九至第十六章，介绍磁控电抗器在电力系统中的各种应用。本书可供电力运行企业和电器制造企业工程技术人员、高等学校电气专业本科生、研究生参考阅读。

第一篇磁控电抗器简介及应用背景
第一章绪论2
第一节磁控电抗器的应用背景4
第二节电力系统的无功补偿装置5
第三节磁控电抗器的应用7
一、在超/特高压电网中作调相调压设备7
二、在远距离输电系统中的应用7
三、在直流输电系统中的应用8
四、在交流配电网中的应用8
五、在有冲击负荷的电力用户和变电站中的应用9
六、在新能源发电系统中的应用10
七、在谐振接地配电网中的应用11
八、高压大功率电机软起动11
九、高压谐振试验变压器12
第二章电力系统中的过电压及电压调节13
第一节超高压长线操作过电压及其方法14
第二节超高压长线的容升效应15
第三节电力系统电压调节17
一、超高压输电线的电压调节17
二、配电网中的电压调节19
第三章长线电磁暂态及仿真计算23
第一节磁化曲线的数学模型24
第二节三相输电线的π形电路模型27
第三节基于长线贝杰龙模型的状态变量法30
一、三相传输线的贝杰龙等效电路30
二、龙格-库塔法求解含贝杰龙等效电路状态方程的问题33
第二篇磁控电抗器理论
第四章磁控电抗器工作原理及数学模型37
第一节磁控电抗器工作原理39
第二节磁控电抗器数学模型40
一、磁控电抗器的磁路系统及方程40
二、磁控电抗器的电磁方程42
三、磁控电抗器工作状态的转换和判断48
四、磁控电抗器的数值计算及其模型试验50
第三节磁控电抗器动态特性分析54
第五章磁控电抗器谐波及工作特性57
第一节磁控电抗器等效磁路58
第二节磁控电抗器所产生的谐波59
第三节国家谐波标准简述66
第四节谐波电路抑制方法66
一、外延三角形磁控电抗器接线及其谐波抵消原理67
二、曲折形磁控电抗器接线及其谐波抵消原理71
第五节谐波磁路抑制方法75
一、多级饱和磁控电抗器谐波抑制原理75
二、不同铁心截面积比值下的磁阀优化计算77
第六节磁控电抗器绕组及可控硅上的电压和电流89
一、磁控电抗器控制电压和控制电流89
二、D，K1同时导通时间91
三、磁控电抗器绕组电流92
四、可控硅及二极管上的反向电压和电流93
第七节磁控电抗器伏安和控制特性94
一、磁控电抗器伏安特性94
二、磁控电抗器控制特性94
第六章磁阀式磁控电抗器简化模型及漏电抗97
第一节磁控电抗器的基本结构形式98
一、高压小容量结构98
二、高压大容量结构98
三、超高压大容量结构98
第二节基本工作状态99
一、空载工作状态99
二、半极限饱和状态99
三、极限饱和状态99
第三节磁控电抗器漏电抗及简化电路99
一、磁控电抗器的简化电路99
二、漏电抗及其简化线圈结构100
第七章磁控电抗器暂态过程及参数107
第一节假定条件108
第二节磁控电抗器漏电抗及其基本方程109
第三节电磁暂态过程及其参数计算111
一、绕组电压分析111
二、基本状态下的电磁过程及参数112
三、电磁参数的一般表达式114
第八章裂心式磁控电抗器数学模型及其特性分析121
第一节裂心式磁控电抗器基本物理过程及特性122
一、磁控电抗器空载运行122
二、过渡过程122
第二节裂心式磁控电抗器容量计算及伏安特性128
一、容量计算128
二、磁控电抗器伏安特性131
第三节三相磁控电抗器数学模型132
一、曲折形磁控电抗器的动态微分方程组132
二、外延三角形磁控电抗器的动态微分方程组134
第三篇磁控电抗器应用
第九章磁控电抗器操作过电压139
第一节磁控电抗器限压机理140
第二节磁控电抗器三相对称合闸过电压145
一、500kV磁控电抗器对称合闸过电压数值计算145
二、三相磁控电抗器组限压模拟实验147
第三节磁控电抗器限压特性分析151
一、过电压倍数与直流控制电压的关系151
二、磁控电抗器限压特性及谐波155
三、过电压倍数与合闸角的关系158
四、过电压倍数与线路长度的关系158
第十章磁控电抗器接入长线的非对称运行161
第一节带磁控电抗器运行方式下感应电压的特性162
一、单相开断后的感应电压162
二、两相开断后的感应电压165
第二节实验研究168
—、单相开断169
二、两相开断170
第十一章提高磁控电抗器响应速度的措施171
第一节增加直流控制电压提高响应速度172
第二节利用充电电容放电提高响应速度173
第三节直流预偏磁提高响应速度175
一、磁控电抗器的复励式结构175
二、复励式可调消弧线圈现场实验分析175
第十二章磁阀式磁控电抗器调压控制系统179
第一节控制模式及其特性180
—、开环控制180
二、闭环控制181
第二节触发控制系统182
一、测量比较183
二、有源滤波184
三、同步、移相及脉冲形成184
四、线性化环节186
五、驱动及可控硅触发电路187
第三节磁阀式磁控电抗器调压控制系统模拟实验188
第十三章配网自动调谐消弧线圈及其控制193
第一节谐振接地电网及其运行194
一、中性点位移电压194
二、单相接地电流及其补偿195
第二节可调消弧线圈结构原理195
第三节消弧线圈特性196
—、伏安特性196
二、谐波特性197
第四节参数自动测量和控制原理197
一、对地电容测量方法197
二、控制系统工作原理199
三、自动补偿199
第五节现场实验及其分析200
一、单相接地电流200
二、接地电流自动补偿201
三、弧光接地实验201
第十四章电气化铁道动态无功补偿系统203
第一节电气化铁道供电系统204
第二节牵引供电系统电流分析及功率因数205
一、电流分析205
二、功率因数206
三、有功级无功功率测量206
第三节动态无功补偿装置原理207
第四节磁控电抗器结构及电磁方程207
第五节谐波特性209
第六节分段式并联磁阀结构210
第七节磁控电抗器实验结果211
第十五章高压电机磁控软起动213
第一节电机软起动类型214
一、变频软起动214
二、降压软起动215
第二节磁控软起动217
一、磁控软起动结构217
二、磁控软起动工作原理218
三、磁控软起动系统设计218
四、磁控软起动系统MATLAB仿真219
五、计算案例220
第十六章磁控谐振试验变压器225
第一节特高压工频耐压试验226
第二节磁控谐振试验变压器背景简介228
一、概述228
二、变压器类试验系统228
三、串联谐振试验系统230
四、并联谐振试验系统233
第三节磁控谐振试验变压器原理235
第四节磁控谐振高压试验系统工作特性分析237
第五节串级磁控谐振高压试验系统238
第六节磁控谐振试验系统仿真及试验240
一、单级磁控谐振变压器高压试验系统仿真240
二、串级磁控谐振变压器高压试验系统仿真245
三、试验研究251
参考文献257
附录国家谐波标准261