1、CRT(變壓器式可控電抗器)是一種適用于電力系統(tǒng)超高壓輸電線路的無(wú)功補(bǔ)償裝置，對(duì)于維持系統(tǒng)電壓水平具有重要作用。本文以CRT的兩種代表性結(jié)構(gòu)即同心式CRT和分裂式磁集成CRT為研究對(duì)象，就CRT的短路阻抗計(jì)算、損耗計(jì)算以及溫升分布進(jìn)行了研究。
　　(1)論文首先分析了CRT的工作原理，對(duì)兩種代表性結(jié)構(gòu)從“高阻抗、弱耦合”的設(shè)計(jì)原則出發(fā)，對(duì)比分析各自的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。同心式結(jié)構(gòu)通過(guò)在控制繞組中串聯(lián)限流電感以滿(mǎn)足容量需要，通過(guò)控制策略可

2、以實(shí)現(xiàn)繞組之間的無(wú)耦合；分裂式磁集成結(jié)構(gòu)通過(guò)選取與鐵心磁導(dǎo)率不同的鐵磁材料組成的餅狀中間鐵心以滿(mǎn)足容量需要，且結(jié)構(gòu)本身已實(shí)現(xiàn)繞組之間的弱耦合，但是又引入了中間鐵心的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料選型困難、制造難以實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題。據(jù)此，基于CRT的設(shè)計(jì)原則確定了兩種CRT的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并在使用相同鐵磁材料的前提下，針對(duì)分裂式結(jié)構(gòu)的中間鐵心部分特別提出了矩形結(jié)構(gòu)加氣隙的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法。
　　(2)由于CRT運(yùn)行時(shí)二次側(cè)相當(dāng)于短路狀態(tài)，所以短路阻抗是一個(gè)重要參

3、數(shù)，而短路阻抗中短路電抗占絕大部分比例。CRT的短路電抗主要有三種計(jì)算方法：自互電抗法、短路電抗法和有限元法。從原理上對(duì)三種方法進(jìn)行了分析，且分別從計(jì)算量、適用性、數(shù)值精度以及計(jì)算誤差等方面對(duì)三種方法進(jìn)行了對(duì)比分析。就計(jì)算量而言，短路電抗法最簡(jiǎn)練，但只能計(jì)算簡(jiǎn)化的結(jié)構(gòu)；有限元法雖然計(jì)算用時(shí)長(zhǎng)，但適用性廣、精度高，并且在有限元模型的基礎(chǔ)上可以對(duì)損耗以及更進(jìn)一步的溫升問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算。在簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的工程計(jì)算中，雖然自互電抗法比短路電抗法更復(fù)雜，但

4、是由自互電抗矩陣可以計(jì)算得到短路電抗矩陣，反之則不行。然而在需要高精度且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的情況下，有限元法是最適宜的方法。
　　(3)損耗的計(jì)算和溫度特性的研究對(duì)CRT的優(yōu)化設(shè)計(jì)至關(guān)重要，準(zhǔn)確計(jì)算電流是計(jì)算損耗的前提。搭建兩繞組同心式CRT實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，通過(guò)比較實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果，驗(yàn)證了在有限元瞬態(tài)場(chǎng)中場(chǎng)路耦合計(jì)算電流的正確性。在分析有限元計(jì)算損耗原理的基礎(chǔ)上，仿真計(jì)算兩種結(jié)構(gòu)額定容量下進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)后的鐵心損耗及繞組損耗。分裂式結(jié)構(gòu)由于鐵心

5、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且用量大，鐵心損耗相對(duì)較高；而同心式結(jié)構(gòu)繞組損耗相對(duì)較大。同心式CRT為了設(shè)置限流電感所需引入的附加設(shè)備會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗加大，并且由于鐵心損耗所占比例較低，相同容量下的兩種結(jié)構(gòu)設(shè)備本身的總損耗相差很小。
　　(4)對(duì)鐵心和繞組進(jìn)行傳熱分析，以?xún)煞N結(jié)構(gòu)的CRT作為算例，建立“電磁—熱”計(jì)算模型，將額定容量下所得的損耗作為溫度場(chǎng)的激勵(lì)得到各部件溫升分布情況。仿真結(jié)果表明，損耗和溫升與CRT結(jié)構(gòu)、繞組布置以及容量有著密切的關(guān)系，在改進(jìn)