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大容量三相五柱并聯(lián)電抗器磁熱性能研究

來源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2026-02-26 08:26瀏覽次數(shù)：1

大容量三相五柱并聯(lián)電抗器磁熱性能研究

冀達(dá)^1，2，王建民²，趙峰²，劉玉芝¹，杜振斌²，李翠銘²

(1 石家莊鐵道大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，河北石家莊 050043；

2 保定天威保變電氣股份有限公司河北省輸變電裝備電磁與結(jié)構(gòu)性能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北保定 071056)

摘要：大容量電抗器作為關(guān)鍵無功調(diào)節(jié)設(shè)備，能夠靈活調(diào)控系統(tǒng)無功潮流，緩解電壓波動(dòng)。為分析大容量電抗器的磁場(chǎng)分布和溫升特性，以一臺(tái)三相五柱并聯(lián)電抗器為研究對(duì)象，建立三維有限元仿真模型，計(jì)算得到不同勵(lì)磁倍數(shù)下的磁場(chǎng)分布及伏安特性等參數(shù)，通過仿真分析表明，電抗器磁場(chǎng)分布并不均勻，在鐵軛螺桿孔處及鐵心柱外徑側(cè)磁通密度較大；基于磁場(chǎng)及損耗計(jì)算結(jié)果，利用 Fluent 構(gòu)建了溫度場(chǎng)仿真模型，并計(jì)算得出繞組和鐵心的溫度分布及熱點(diǎn)溫升；通過對(duì)電抗器伏安特性、損耗及繞組溫升計(jì)算值與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了電抗器磁熱仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，為大容量電抗器的開發(fā)設(shè)計(jì)與磁熱性能分析提供了有效的計(jì)算分析方法。

關(guān)鍵詞： 三相五柱并聯(lián)電抗器；磁熱性能；過勵(lì)磁狀態(tài)；伏安特性；熱點(diǎn)溫升

中圖分類號(hào)：TM472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2097-6623(2026)02-0065-07

Research on Magneto-Thermal Performance of Large-Capacity

Three-Phase Five-Leg Shunt Reactor

JI Da^{1, 2}, WANG Jian-min², ZHAO Feng², LIU Yu-zhi¹, DU Zhen-bin², LI Cui-ming²

（1 School of Electrical and Electronic Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China;

2 Hebei Province Key Laboratory of Electromagnetic and Structural Performance of Power Transmission and Transformation Equipment,

Baoding Tianwei Baobian Electric Co., Ltd., Baoding 071056, China）

Abstract: As a key reactive power regulation device, large-capacity reactors can flexibly regulate the reactive power flow of the system and mitigate voltage fluctuations. To analyze the magnetic field distribution and temperature rise characteristics of large-capacity reactors, a threephase five-leg shunt reactor was taken as the research object to establish a three-dimensional finite element simulation model, and parameters such as magnetic field distribution and volt-ampere characteristics under different excitation multiples were obtained through calculation. Simulation analysis shows that the magnetic field distribution of the reactor is non-uniform, and the magnetic flux density is relatively high at the yoke screw holes and the outer diameter side of the iron core columns. Based on the calculation results of magnetic field and losses, a temperature field simulation model was built by Fluent, and the temperature distribution and hot-spot temperature rise of the windings and iron core were calculated. The accuracy of the reactor's magneto-thermal simulation results was verified by comparing the calculated values of the reactor's volt-ampere characteristics, losses and winding temperature rise with the corresponding experimental data, which provides an effective calculation and analysis method for the development, design and magneto-thermal performance analysis of large-capacity reactors.

Key words: three-phase five-leg shunt reactor; magneto-thermal performance; over-excitation state; volt-ampere characteristic; hot-spot temperature rise

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