直交磁心を用いた直列補償型潮流制御器に関する研究

正交磁芯串联补偿潮流控制器的研究

• 批准号: 13750237
• 负责人: 中村 健二
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750237/
• 关键词: 直交磁心; 可変インダクタ; 電気機器; 潮流制御; 電力系統; 非線形磁気特性; 楔形ギャップ; 直列補償型潮流制御器; 直交磁心; 可変インダクタ; 電気機器; 潮流制御; 電力系統; 非線形磁気特性; 楔形ギャップ; 直列補償型潮流制御器

平成14年度においては,まず直列補償型潮流制御器の試作を行った。本研究で提案する直列補償型潮流制御器は直交磁心型可変インダクタとコンデンサを並列に接続して構成される。これを系統に直列に挿入し,直交磁心の実効的なインダクタンスを調整すれば,系統の線路インピーダンスが変化し,系統を流れる電力の大きさと向きを制御することができる。上記のシステムを構成し,実験を行ったところ直交磁心の実効的なインダクタンスを調整することで,容易に電力の大きさと向きを制御可能であることが確かめられた。一方,一般に直交磁心型三相可変インダクタを系統に適用する際には,非線形磁気特性に起因する第3調波電流を還流させるため主巻線は三相デルタ結線されるが,この潮流制御器では直交磁心の主巻線は系統に直列に接続されるため,三相デルタ結線することができず,そのため第3調波電流が系統に流れ込んでしまう問題が生じる。これに対して,筆者は直交磁心の制御電源用巻線に用いられている三次巻線を三相デルタ結線することで,第3調波電流の低減が可能であるか検討を行った。その結果,低減率は三次巻線の巻線抵抗と系統の線路のインピーダンスの比で決まること,一般に巻線抵抗は線路インピーダンスに比べて十分小さいことから第3調波電流は実用上問題の無いレベルまで低減可能であることを明らかにした。また,三次巻線に吸収された第3調波電流は整流され,制御巻線の直流励磁用電流として用いられるため,効率の低下もほとんど無いと考えられる。上記の考えに基づいた潮流制御器を構成し実験を行ったところ,出力電流波形がほぼ正弦波で,良好な制御特性を有することが明らかになった。以上により,直交磁心を用いた潮流制御器に関する研究はほぼ所期の目的を達成できたものと考えられる。

2002年，我们首先构建了一个串联补偿类型电流控制器。本研究中提出的串联补偿类型流量控制器是通过连接正交核心类型变量电感器和并行电容器来构建的。通过与系统串联插入此内容并调整正交核心的有效电感，可以控制系统的阻抗变化以及流经系统的功率的大小和方向。构建和实验上述系统，并证实可以通过调整正交磁芯的有效电感来轻松控制功率幅度和方向。另一方面，当将正交核心型三相变量电感器应用于系统时，主绕组将连接到三相三角洲，以返回由于非线性磁性特性而返回第三个谐波电流。但是，在此流控制器中，正交核心的主要绕组与系统串联连接，因此无法连接三相三角洲，这会产生第三个谐波电流流入系统的问题。相比之下，作者检查了是否有可能使用三相三角电线连接用于控制正交磁芯的绕组中用于控制电源的第三次谐波电流。结果表明，降低速率取决于第三级绕组的绕组电阻与系统线的阻抗的比率，并且与线阻抗相比，绕组电阻通常足够小，因此第三个谐波电流可以降低到实际上是自由问题的水平。此外，由于第三次谐波电流被第三次绕组所吸收并用作控制绕组中的DC激发电流，因此人们认为效率几乎没有降低。实验是通过基于上述想法构造流量控制器来进行的，并且发现输出电流波形几乎是正弦曲线，并且具有良好的控制特性。基于上述情况，人们认为对使用正交磁芯的潮汐流控制器的研究几乎实现了预期的目的。