无功功率是电力系统正常运行的必要条件,随着经济的不断发展,更高的输电电压等级、更长的输电距离、更大的容量是电力系统的发展方向,电压控制和无功平衡的问题也相对突出。磁控电抗器作为一种无功输出连续可调、控制简单、耐压等级高的无功补偿电力设备,在电压稳定和无功补偿方面具有很好的应用前景。但由于磁控电抗器工作在饱和状态,不可避免的产生谐波电流,造成谐波污染。为了研究磁控电抗器的谐波特性以及抑制谐波电流。本文首先对磁控电抗器的结构特点与工作原理进行分析,根据晶闸管和电力二极管的导通情况,建立磁控电抗器在不同阶段下的数学模型。同时,基于10kV/2500kVar油浸式磁控电抗器的试验系统,介绍磁控电抗器的调节器与光纤触发磁控箱的硬件组成,阐述成套无功补偿设备的基本硬件设计思路与运作原理。接着,使用图解方法分析直流偏磁与激磁电流畸变的关系,探讨磁控电抗器产生谐波的原理。在Matlab编程环境下,建立磁控电抗器的神经网络直流偏磁磁滞模型,模拟磁控电抗器的偏磁特性,计算磁控电抗器在不同触发角下的激磁电流,对比实验波形,验证模型的可靠性。然后,利用快速傅立叶变换对激磁电流的谐波特性进行分析,绘制不同偏磁条件下磁控电抗器的各次谐波幅频特性与含量图。针对磁控电抗器低磁饱和度工况下,谐波电流含量较大的特点,本文采用分级磁阀的设计方法,建立分级磁阀结构的等效数学模型,使用基于粒子群的优化算法对磁控电抗器的磁阀参数进行优化,令部分谐波在内部可以相互抵消,能有效减小电抗器激磁电流中的各次谐波含量。对于三相磁控电抗器,则通过改变其接线方式,加入移相线圈改变各相谐波的相位,抵消部分次谐波,达到谐波抑制的目的。最后,使用有限元分析方法,基于ANSYS软件对磁控电抗器进行二维建模,分析其交直流磁场分布特点,绘制磁控电抗器的激磁电流和不同工作时刻下的磁密分布云图。