（电路与系统专业论文）干式空心电抗器的优化设计.pdf

独 创 一 性一 声 一明 个 粼 辈 馨默翼 翼 篡 黔篡雪 爆或 霎 首 默翼 的 地 砂卜 ， 论 砂 不 包 含 其 他 人 的 研 究 成 果 卢 我 一 同 工 作 的 同 志 对 本 文 所 研 究 的 工 作和成果的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并 已致谢 ，- 本论文及其相关资料若有不实之处，_ 由本人承担一切相关责任 论 文 作 者 签 冬手 堪 -、?哪 肘 日 学位论文使用授权 声明 朴咨 沟 一在 ” 师 的 指 ” 刊作 完 衅业 峥 本 人 弹过 论 “ 的 答 ” ， 并 已经石酉安理工大学 申请博士 / 硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意 授权西安理工大学椭学位论文的部分使用权， 阶l )已获学位的研究生按学校规定 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印，缩印或其他复制手段保存研究生 蒙 黔粼粼粼踩粼恶舞粼 资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布 (包括刊登 ) 授权西安理工大学研究生部办 理 。 (保密的学位论文在解 密后 ，适用本授权说 明) 二 _奋醉一 廿 。一 _ 论 文 作 者 签 名 :感一 溥一导 师 签 名 :拜卿争 加终 多 ” 否日 / 论文题 目: 干式空心 电抗器 的优化设计 学科专业 : 电路与系统 研 究 生:于海 指导教师 :郑莉平 副教授 签名 : 签名 : 摘 要 干式空心 电抗器 是 电力系统 中广泛应用 的重要 设备之 一 ，主要用 于补 偿容 性 电流 、 限制合 闸涌流与短路 电流 、滤波 、平波等作用 。干式 空心 电抗器 的设计 比较 复杂 ，要综合 考虑磁场 、电感 、电流 、 温升和损耗等方面 的因素 。因此研 究空心 电抗器 的 电磁参数计算 、 整体设计 以及优化方法对提高 电抗器 的设计效率 、 延长其寿命和保障 电力系统 的安全运行 具有重要意义 。 本文首先深入研究 了空心 电抗器 电磁参数的计算方法 ，采用变形的 b a r t ky 变换法来 计算 电抗器绕组在空间任一点的磁场强度 ，通过做辅助 圆柱面的方法计算绕组 中的磁通 量 ，由磁通量计算绕组 的感应 电势，再 由感应 电势计算绕组的 自感和互感 ; 其次，研究了 空心 电抗器 的等 电流和等 电势设计方法 ，并给 出了具体设计流程和设计实例 ; 最后 ，根据 空心 电抗器的特点建立 了优化模型， 采用改进 的遗传算法分别对 电抗器 的结构参数和整体 性能进行 了优化 。 对于空心 电抗器优化设计中的离散或者连续设计变量 ， 分别采用 了二进 制或实数编码 ， 使其优化结果不需要进行标准归化 。 将空心 电抗器 的优化方案与原设计方 案进行 比较 ，结果表 明优化后 电抗器各层绕组感应 电势与端 电压设定值 的误差 ，电抗器 的 结构尺寸、 体积和损耗都显著减小，改进 的遗传算法在空心 电抗器 的优化设计 中取得 了 良 好 的效 果 。 对于干式空心 电抗器 的 电磁参数计算和优化设计 ，本文 开发 了一套具有 良好操作界 面的优化设计软件 。 该软件后 台采用微软公司的 a c c e s s 数据库 ， 前 台采用 v i su a 1c 一 6. 0 ， 前台与后 台之 间的通信采用 a d o 数据库链接技术 ，只需给定 电抗器 的额 定容量 、额定 电 压和 电抗率等参数 ，即可通过计算确定最优设计方案 。 关键词 : 干式空心 电抗器 ; 电磁参数计算 ; 遗传算法 ; 优化设计 少 t itle : o p tim u m d e s ig n o f d r y一y p e a ir c o re d r e a c to rs m a j o r:c ircui t and s y s tem n a me : 丫u h a i s u p e r v is o r: p ro f. l ip in g z h e n g s，gna， u e洋毛 返 ， ，g n a ，u r e供吟寸 a b s tra c t d r y -ty pe air - co red reacto r 15 o n e o f t h e im p o r t a n t eq u ip m e nts，w h i eh 15 w id ely u sed in elect r ic p o w er sy s te m，m ain ly u sed in t h e eo m p en sa t io n o f ea pa citiv e eu r re n t，lim it in r ush eu 汀en t a nd sh or t -ei r cu l t cu r r e n t，f i lt r a t io n ，f l a t te n t h e w a ve . t he d esig n o f d r y 一 ty pe air.eo red r e a c to r 15 v er y eo m p lex ，it n eed to eo m preh e nsiv ely eo n sid e r a t e th e m ag n etie f i eld ， in d u eta nee， tem p erat u re r i se，10 55 a nd o t h er f a cto rs. 5 0 t h e r e sea r eh o f eleet r om ag netie p ar印卫eter s o f a i r - eored rea c tor ， overall desig n a n d opt如 al m ethods ha v e im por t a n t sig n if iea n ee t o i m pr o ve t h e d esig n ef f icien ey o f t h e r e a c to r ， p r o lo n g its lif e a nd en su r e t h e saf e o p er a tio n o f th e p o w er sy ste们 n . f ir s tly ， in t h is tex t，a d eep r e sea r eh o f t h e eleetr o m ag netie p a r a me t ers ealcu la t io n m eth o d o f t h e r e a ct o r w a sm a de， u sin g th e m eth o d o f t h e eh a ng ed b a r tk y to ealeu la t e t h e m ag netie f i eld in i e n sity a t a n y poin i in s p ace of t h e w inding， throug h draw a u xiliar y ey l ind r ieal su r f a ce to ealeu la t e t h e m ag ne t ie f l u x in t h e w in d in g，b y m ea ns o f t h e m ag netie f l u x to ealeu la t e in du eta n ce p o ten t i al，a nd w it h t h e in d uced p o te n tial to ealeu la t e m u tu al in d u ct a nee a nd self - in d uet i o n : s eeo n d ly ， sp eeif i e to t h e o v e r all d esig n o f th e a i r - eo r e d reaeto r ， t h e eq u al eu r r en t m e t ho d ，eq ual eleet r ic p o ten i ia l m et h o d w as resea r eh ed ，th e eo n erete d esig n p r o e ess a nd th e d esig ne x剐叮p le w a s g a ve in t h is tex t; f in ally ， o p tim iz e m o d e w a s se t u p a ceo u l in g to t h e f e atu res o f t h e r e a cto r ， m a de op tim ize to t h e str u ctu re p a r a mete r s a nd t h e o v er a ll p erf o r ma nee o f t h e r e a cto r resp eetiv ely . d iscrete o r eo n i in uo u sv 硕 a bles， ea n a do p t b in ar y o r rea l n 切m b e r -eo d in g res peetiv ely ， t h e o p tim iz a t io n r e su lts d o n ot n eed to u nd er t a ke sta nd ard dom estica t i on. t o eom pa r e t h e optim iza t ion sehe me w ith the or i g i nal desig n ， results show t h a t t h e er r or o f eleet r ie p o ten i ia l a nd ter min al v o ltag e，a nd t h e st r uctu re size，v o lu r ne a nd lo ss a r e all sig n if iea n tly red u eed， it show t h a t the i m pr o ved gene t ie a l gor i thm a c hieved good ef f e et i n t h e co u r se o f t h e o p tim iz a t io n d esig n o f rea cto r . t h i s tex t d ev elo ped a set o f so f t w a r e w h ieh h a s a g o o d o p era t io n in i e r f a ee b ased o n t h e ea l eu la t io n a nd o p tim iza t io n d esig n o f t h e eleet r om ag netie p a r a meters o f th e reaeto r . t h i s so f t w a r e ad 0p ted t h e a c e ess d a t a base in b a ck g r o u n d ，a do p ted v isu al c 一6 .0 a t th e f r on i d esk . t h e eo rnrnu n iea t io n b et ween th e b a ck g r o u n d a nd th e f r on t d esk ，w e u se a d o d a t a base i n t e r lin k ed teel i n ology . o nly need to g i ve t h e pa r a meter as ra t ed ea p a c it y of the rea c tor ， ra t ed 了 volta g e a n d r e a c ta n ee ra t i o of t h e rea c t o r ， w e ea n get t h e o p ti m iza t i on sehe me th r oug h t h e ea l eu la t io n . k ey w o rd s: d r y 一 ty pe a i r - eo red rea c tor; e leet r om ag ne t ie p a r a me t e r s ealeu la t ion : g en d ie a l g o r i t知 r n :o ptim al desig n 目录 1 绪论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1 干式空心 电抗器概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1. 2 干式空心 电抗器研究现状 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1. 3 课题研究的 目的和意义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. 4 主要工作和研究 内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 空心 电抗器 电磁参数计算及整体设计方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1 空心 电抗器 的磁场计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1.1 单匝圆环线 圈载流体 的磁场计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.1. 2 有 限长单层 薄绕组在空间任一点的磁场计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2.1. 3 空心 电抗器 空间任一点磁场 的计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 2. 2 空心 电抗器感应 电势与 电感 的计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 0 2. 2.1 磁通量 的计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 0 2. 2 . 2 感应 电势 的计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 2. 2 . 3 电感 的计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . n 2. 2. 4 计算实例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 2. 3 空心 电抗器整体设计方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 2. 3.1 导线选择 、匝数初定、温升及损耗计算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 6 2. 3. 2 整体设计方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 8 2. 3. 3 计算实例. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 2. 4 本章小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3 遗传算法及其改进 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 3 3.1 基本遗传算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 3 3.1.1 遗传算法 的基本概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 3.1. 2 遗传算法 的运算流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 3.1. 3 遗传算法 的基本操作 。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 3.1. 4 约束条件 的处理方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 9 3. 2 改进遗传算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 0 3. 2.1 改进 的 自适应遗传算子. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 0 3. 2. 2 改进 的适应度线性变换. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 3. 2 . 3 改进 的最优保存策略， . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2 3. 2. 4 自适应惩罚 函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 3 3. 2. 5 算例分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 3 3. 3 本章小结. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4 4 改进遗传算法在空心 电抗器优化设计 中的应用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 5 尸 4.1 空心 电抗器结构参数 的优化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 5 4.1.1 优化模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 4.1. 2 编码 策 略 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6 4.1. 3 算例分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7 4. 2 空心 电抗器整体性能的优化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 4 . 2.1 优化模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9 4 . 2. 2 编码策 略 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ， . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4 . 2. 3 交叉和变异 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ” 1 4 . 2. 4 移 民操作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 2 4 . 2. 5 算例分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 3 4. 3 本章小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5 5 干式空心 电抗器优化设计软件 的开发 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7 5.1 面 向对象技术 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5. 2 软件介绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 8 5. 2.1 编程语言、开发环境和数据库 的选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 8 5. 2. 2 软件结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 9 5. 2. 3 控件定制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 5. 2. 4 软件使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3 5. 2. 5 设计实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 5 5. 3 本 章小结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 6 结论 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7 致谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9 参考文献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1 第一章 绪论 1 绪论 1.1 干式空心 电抗器概述 电抗器是电力系统 中不可缺少 的重要设备 ，对 电力系统 的稳定运行起着关键性 的作 用 。 近几十年来，电力工业作为现代工业的基础 ， 得到 了迅速发展 ，随着 电网容量的增加 ， 对 电抗器 的数量和质量也提 出了更 高的要求 ，同时要求有更 高的设计效率 。 电抗器按冷却方式 ，可分 为干式 电抗器和油浸式 电抗器 。按与油浸式 电抗器相 比较 ， 干式 电抗器可 以免去油的维护 ，容易达到防火的要求 。 电抗器按结构分类 ，主要有三种类型 l : (l )铁心 电抗器 铁心 电抗器 的磁路是一个 带 间隙的铁心 ， 铁心外面套有线 圈。由于磁性材料 的磁导率 比空气大得多，所 以铁心 电抗器 的电感值 比空心 电抗器大 ，但 当 电流超过一定值 时，电抗 器 的 电感值就会 由于铁心饱和而逐渐减小 。相 同容量时 ，其体积 比空心式小 。 (2 ) 空心 电抗器 空心 电抗器只有线 圈，没有铁心 ，实质上就是一个空心 的电感线 圈。其结构如 图 1一 1 所示 。 接线臂 - - - - - j 卜 包 封 图 1一 1 干式空心 电抗器及其 结构 图 f ig .l一 1 d r y 一 帅 e a i r - coed r e a c tor a n d it s s加 cn i r e 空心 电抗器的磁路磁 导率小 ，电抗值一般不大 ，无磁饱和现象 ，电感值 是个常数 ，不 随通过 电抗器 电流的大小而改变 ，结构简单，有带与不带磁屏蔽及磁分路两种 。主要用在 交流 电力系统中用于限制短路 电流 ，抑制合闸涌流和谐波放大 ，补偿容性 电流 ，滤除高次 谐波 。空心 电抗器与铁心 电抗器相 比，具有重量轻、机械强度高、电感线性度好和噪声低 等优点， 空心 电抗器外表面涂有抗紫外线、 抗老化 的绝缘漆 ， 能承受户外恶劣的气候条件 。 _. _些逻三丝竺丝垫一一一一一一一一一 (3 )饱和式 电抗 器和 自饱和式 电抗器 饱和式 电抗器和 自饱和式 电抗器的磁路是一个 闭合的铁心 。 除了交流工作线圈外 ， 还 有直流控制线圈。它利用磁性材料非线性的特点工作 ，改变直流控制 电流 ，可 以改变铁心 的饱和特性 ，从而改变交流侧 的等效 电感 。 本文主要研究对象是干式空心电抗器 ，按其不同的用途 ，主要分为: (l )串联 电抗器 : 安装在 电容器 回路 中，用于 限制 电容器合 闸涌流 ，同时还 与 电容 器一起组成谐振回路 ，对特定谐波起到滤波的作用 。 (2 ) 并联 电抗器 : 在 电力系统 中主要用于补偿线路 的容性 电流及 限制系统 电压升高 和操作过压 ，从而保证线路可靠运行 。 (3 )限流 电抗器 : 用于 限制系统发生故障时的短路 电流 ，将短路 电流 降至设备允许 的数值 。 (4 ) 平波 电抗器 : 用于高压直流输 电系统和大功率直流 电气传动装置 中，以降低直 流 回路 中的脉动 电流分量 ，保证直流 电流 的稳定 。 1. 2 干式空心 电抗器研 究现状 在 20 世纪 5 0年代 ，空心 电抗器采用水泥浇铸 的电缆线 圈制成 ， 这种 电抗器产 品损耗 较大 ，机械强度不高 。在 20 世纪 6 0年代 ，空心 电抗器研究取得 了突破性进展 ，环氧树脂 浸渍 的玻璃纤维被引人到空心 电抗器 中作为包封绝缘材料， 并且采用多层并联铝导线来代 替 电缆 ，有效降低 了损耗 。在空心 电抗器的研究方面，美 国、加拿大、法 国、埃及等 国的 学者研究涉及的范围较广 。 我 国在 2 0世纪 8 0年代末开始了空心 电抗器 的研究和开发 。 北 京 电力设备总厂于 198 6年独家引进 了加拿大 肠ench e l e e t r i 。公司多层并联线 圈设计及制 造技术 ，开始生产干式空心 电抗器 。西安扬子 电气股份有 限公司在 1988 年开始研制干式 空心 电抗器 ，并于 1990 年成功开发 出产 品。 目前 国内外 的研 究人员围绕空心 电抗器 的设 计和开发主要做 了以下方面 的研究 。 (l )空心 电抗器 电磁参数计算方法 的发展现状 磁场分析是空心 电抗器设计计算 的一个重要方面 ， 因为它是空心