【摘 要】
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电力网络日益复杂,对本就不太灵活的电力系统提出更高的要求。变压器作为电压等级变换的重要设备,其调压能力也亟需提高,为保障可靠的供电,必须发展新型的调压设备来应对未来越发复杂的电力环境。无励磁调压有切换电弧、切换响应慢、分级调压、机械设备、易发生故障等缺点;传统有载调压由于自身结构问题导致灭弧困难;电力电子变压器虽调压速度快,但因其应用大量的电力电子器件使得成本较高、损耗大。针对上述问题,本文提出一
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电力网络日益复杂,对本就不太灵活的电力系统提出更高的要求。变压器作为电压等级变换的重要设备,其调压能力也亟需提高,为保障可靠的供电,必须发展新型的调压设备来应对未来越发复杂的电力环境。无励磁调压有切换电弧、切换响应慢、分级调压、机械设备、易发生故障等缺点;传统有载调压由于自身结构问题导致灭弧困难;电力电子变压器虽调压速度快,但因其应用大量的电力电子器件使得成本较高、损耗大。针对上述问题,本文提出一种新拓扑结构的磁控变压器,该磁控变压器由磁控电抗器与传统工频变压器串联连接,可根据负荷需要在灭弧调压的同时实现负荷电压的无级平滑调节,且电压波形质量较高。本文提出并设计磁控变压器本体结构,分析磁控变压器的工作原理,并对其电路方程与电磁方程进行详细推导;应用ANSYS公司的Maxwell与Simplorer软件建立二维与三维模型进行场路耦合多物理域联合仿真,对比分析其调压能力,验证模型设计的可行性;随后对磁控变压器进行磁场分析,仿真结果与理论分析相符;应用Matlab/Simulink对输出电压进行傅里叶谐波分析,依据GB/T 14549-1993《电能质量公用电网谐波》,仿真结果符合国标要求;最后通过流场分析软件Fluent分析模型在全负荷工作状态下的热点温升分布,仿真结果符合国家标准GB 1094.11-2007,通过温升分析进一步验证本次模型设计的合理性。
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