近年来国民经济的飞速发展,促使电力行业的用电需求和电能质量要求的不断提高。由于我国幅员辽阔、能源主要集中在西部地区,而负荷主要集中在东部沿海地区,这种不均匀分布的特点,使得远距离输电技术成为解决问题的重要手段。随着超高压跨区域远距离输电的发展,以及电力电子技术的进步,使得电网无功功率的需求越来越大。同时,广泛采用的大功率的冲击性负荷也会带来电网电压的波动、闪变、畸变等问题,造成电力设备的使用寿命缩短,严重影响电网的安全稳定运行。为此,保证电网的无功功率平衡,对改善电能质量、提高供电可靠性、维护电网的安全稳定运行有着非常重要的意义。磁控电抗器在无功补偿方面体现着良好的优势,它是通过改变直流励磁来影响铁芯的饱和程度,达到调节其等效输出电抗的目的,从而实现平滑调节其输出容量的特点。此外,对线路传输功率的提高、工频过电压的限制和潜供电流的抑制等方面都具有明显效果。因此,对磁控电抗器的特性研究有着非常重要的意义。本文以10kV磁控电抗器样机参数作为仿真模型的数据来源,围绕其本体结构、工作原理、电磁特性、数学建模和软件仿真等几个方面展开研究。首先对磁控电抗器的基本结构和工作原理进行了简要介绍,并且推导出其等效数学模型。同时,对铁磁材料的磁滞特性和磁滞理论的主要内容作了简要介绍,并以Jiles-Atherton磁滞模型推导出的微分方程为例,分析方程的每个参数对磁滞回线的影响。此外,利用MATLAB软件建立了BP神经网络磁滞模型,将磁滞回线实验数据与网络训练预测后的输出值进行对比分析,通过误差的趋势变化图检验出网络性能较好。采用该种方法建立磁滞模型避免了传统磁滞模型数学推导的复杂性,并且体现出较高的准确性。其次,基于磁控电抗器等效数学模型的理论基础,在MATLAB/SIMULINK平台上搭建了磁控电抗器的电路模型,仿真分析其电路特性,通过调节晶闸管不同触发角,得到不同工况下的工作绕组电流。仿真结果表明随着晶闸管的不断减小,工作电流值不断增加,表明此时直流偏磁程度越来越大,使得铁芯趋于深度饱和状态。另外,并基于实际磁滞回线的数据计算得出的电流波形,与仿真的电流波形两者进行比较分析,结果显示两者波形变化基本吻合,证明了所搭建的电路模型的正确性,也为磁控电抗器的研究工作提供了较为方便的一种方法。最后,利用Ansoft Maxwell软件建立了磁控电抗器的磁路模型,仿真分析其磁路特性。对控制直流绕组设置不同激励的情况下,分析每种工况下磁控电抗器的磁力线和磁通密度的分布场图情况。在一个周期内的磁力线变化场图显示出,上半周期内磁力线主要集中在左芯柱,下半周期主要集中在右芯柱,相应地磁通密度场图反映出左右铁芯轮流增磁和去磁。并且直流励磁程度越大,磁力线越密集,磁通密度也越来越大。对磁控电抗器的磁路建模,能够对其磁路特性了解地更加清晰,并且对直流偏磁下的运行特性研究有较好的帮助。