[发明专利]一种饱和型超导限流器的暂态特性分析方法及分析系统

权利要求书

1.一种饱和型超导限流器的暂态特性分析方法，所述超导限流器由三个独立的单相超导限流器组合而成；所述单相超导限流器由铁心、两个交流绕组和一个直流超导绕组构成，所述铁心由直流中柱、轭铁、交流边柱组成；其特征在于，暂态特性分析方法包括：

S1、构建单相超导限流器的等效磁路；所述等效磁路包括相互独立的磁路C₁和磁路C₂；

S2、根据基尔霍夫第二定律，分析磁路C₁和磁路C₂，具体为：

磁路C₁和磁路C₂的磁动势分别满足式(1)和(2)

H_s1l_s+H_y1l_y+H_c1l_c＝N_aci_ac+N_dci_dc＝F₁ (1)

H_s2l_s+H_y2l_y+H_c2l_c＝N_aci_ac-N_dci_dc＝F₂ (2)

其中，l_s、l_y和l_c分别为交流边柱、轭铁和直流中柱的中心线长度；l_y＝l_y1+l_y2；H_s1、H_s2、H_y1、H_y2、H_c1、H_c2分别是磁路C₁和磁路C₂的交流边柱、轭铁和直流中柱的磁场强度；N_ac和N_dc分别是交流绕组及直流绕组的匝数；i_ac和i_dc分别为交流绕组及直流绕组的电流大小；

根据等效原则，将励磁电流折算到直流侧，并且令：

N_aci_ac+N_dci_dc＝N_dci_μ1 (3)

N_aci_ac-N_dci_dc＝N_dci_μ2 (4)

其中，i_μ1和i_μ2分别为等效变换后的铁心励磁电流；得两铁心磁路的磁压降表达式为：

H_s1l_s+H_y1l_y+H_c1l_c＝N_dci_μ1 (5)

H_s2l_s+H_y2l_y+H_c2l_c＝N_dci_μ2 (6)

将等效励磁电流i_μ1和i_μ2分别分解为对应交流边柱、轭铁和直流中柱的三部分：

i_μ1＝i_μ1.s+i_μ1.y+i_μ1.c (7)

i_μ2＝i_μ2.s+i_μ2.y+i_μ2.c (8)

且满足如下条件：

H_s1l_s＝N_dci_μ1.s,H_y1l_y＝N_dci_μ1.y,H_c1l_c＝N_dci_μ1.c (9)

H_s2l_s＝N_dci_μ2.s,H_y2l_y＝N_dci_μ2.y,H_c2l_c＝N_dci_μ2.c (10)

S3、构建超导限流器的等效电路；

所述超导限流器的铁心及其绕组关系等效为三个独立的闭合铁心并联；并且这三个闭合铁心的中心线长度、铁心截面积分别与交流边柱、轭铁和直流中柱相一致；所述超导限流器的限流电感L_μ等于等效的三个闭合铁心限流电感的并联值，即：

L_μ＝L_μ1+L_μ2＝(L_s1//L_y1//L_c1)+(L_s2//L_y2//L_c2) (11)

其中，L_μ1、L_μ2分别为两铁心的实际限流电感，L_s1、L_s2、L_y1、L_y2、L_c1、L_c2分别为每个励磁支路的励磁电感；每个闭合铁心的等效电感值根据下式得出：

其中，N为铁心绕组匝数；A为铁心截面积；l为铁心中心线长度；μ为铁心磁导率；

S4、获取超导限流器的N、A和l，计算铁心相应的磁导率μ，通过公式(12)，估算出超导限流器的限流电感值L_μ。