直線式永磁偏置限流拓?fù)涞拇判詢?yōu)化與建模方法研究.pdf

1、隨著中國電網(wǎng)的快速發(fā)展以及用電負(fù)荷的迅速增加，短路電流水平不斷提高，已嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)的安全、可靠與穩(wěn)定運(yùn)行，研制高壓大容量化故障限流器勢在必行。作為經(jīng)濟(jì)型故障限流技術(shù)的一種有效實(shí)現(xiàn)途徑，基于磁材料和磁拓?fù)涞挠来牌眯凸收舷蘖髌?Permanent-magnet-biasedSaturation Based Fault Current Limiter，PMFCL)以其優(yōu)異的特性受到更多關(guān)注，在高壓電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景廣闊。
　　

2、 本文旨在發(fā)展基于永磁偏置飽和原理的故障限流技術(shù)，以直線式PMFCL拓?fù)錇槔_展面向高壓大容量化的相關(guān)理論探索與技術(shù)創(chuàng)新研究。研究內(nèi)容包括以下幾個方面：新型PMFCL的拓?fù)湓O(shè)計(jì)與磁性材料選型；直線式PMFCL中的永磁體穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究；考慮漏磁效應(yīng)的直線式PMFCL磁路建模與實(shí)驗(yàn)研究；面向大容量化的PMFCL結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，涉及飽和深度比對結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，及大容量化參數(shù)設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究。
　　 提出一種結(jié)構(gòu)參數(shù)可調(diào)節(jié)的直線式P

3、MFCL限流拓?fù)洌换谟来朋w和鐵心工作點(diǎn)的配合關(guān)系，分析了PMFCL在不同工況下的工作原理。基于對多種磁性材料的磁性能和機(jī)械性能參數(shù)的綜合分析，提出一套關(guān)于PMFCL中永磁材料和軟磁材料的選型原則。所做工作為開展大容量等級PMFCL的工程實(shí)用化研究奠定理論基礎(chǔ)。
　　 永磁體磁性能的穩(wěn)定性，直接關(guān)系到整個限流器工作性能的可靠性，須從時間、溫度和外磁場三個方面開展直線式PMFCL中的N35釹鐵硼永磁體穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究。所做工作可為釹

4、鐵硼永磁體在PMFCL中的工程應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 以鐵心磁通的工作零點(diǎn)作為分界，分析了直線式PMFCL兩個階段的限流機(jī)理?；诖艌龇指钤碛?jì)算兩類等效磁路模型的總漏磁導(dǎo)和漏磁系數(shù)，建立考慮漏磁效應(yīng)的PMFCL等效磁路模型。針對擬圓環(huán)截面磁通管的漏磁導(dǎo)，提出基于曲線擬合以改變積分變量的求解方法。所做工作可為實(shí)現(xiàn)永磁偏置型故障限流器的高壓大容量化提供基礎(chǔ)依據(jù)。
　　 提出“飽和深度比”的概念，分析了直線式PMFCL結(jié)構(gòu)

5、參數(shù)與鐵心飽和深度比的數(shù)量關(guān)系，通過有限元法仿真和實(shí)驗(yàn)相比較，研究了通過改進(jìn)永磁體結(jié)構(gòu)參數(shù)以改善鐵心飽和深度比的可行性。所做工作為永磁偏置型故障限流技術(shù)的大容量化研究奠定基礎(chǔ)并指明方向。
　　 基于等效磁路法建立了以飽和深度比、電感比與電感和三個獨(dú)立變量的直線式PMFCL結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)算法，并通過分析鐵心工作點(diǎn)的變化規(guī)律，將結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化轉(zhuǎn)化為對三個獨(dú)立變量的優(yōu)化，即對鐵心i-Be曲線上三個工作拐點(diǎn)的優(yōu)化問題。該研究為大容量PMFC