章宝歌，田铭兴

（1.兰州交通大学自动化与电气工程学院，兰州730070；2.兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室，兰州730070）

实现电网的无功平衡是电力系统的重要任务之一，在高压线路中安装可控电抗器进行动态补偿是协调过电压和无功平衡问题的好方法[1-2]。在众多的可控电抗器中，磁饱和式可控电抗器MSCR（magnetically saturation controlled reactor）成本低、性能高、平滑调节系统的无功功率，还适合于超高压可控补偿[3]，具有广泛的应用前景。近年来，MSCR在谐波特性、伏安特性、控制特性以及动态性能等方面的研究得到了长足发展，出现了许多如双级[4]、多级[5]和分级[6]等磁阀结构的新型MSCR，在谐波抑制滤波效果方面使得电抗器的特性得以大大改善。这些新型磁阀结构的MSCR，虽然获得了较好的谐波抑制效果，但磁阀间不规律的面积使得在实际应用中增加了制作工艺的难度。

本文提出了一种梯状圆台型磁阀结构的新型MSCR，通过对新型MSCR的分析，可取得与多级磁阀结构MSCR相同的谐波抑制滤波效果，克服了多级磁阀结构MSCR在实际应用中制作工艺难的不足。

1 新型电抗器结构及数学模型

新型MSCR的结构原理如图1所示。其中，NA匝绕组的电阻为RA，N为左（右）铁芯的总匝数，NA为左（右）铁芯的总匝数的一半，N1为工作绕组的匝数，N2为控制绕组的匝数，绕组匝数的关系为：N1+N2=NA=0.5 N，δ为抽头匝比（δ=2 N2/N），ua为施加的交流工作电压，i为电抗器的输出电流。

磁路计算时，一般用基本磁化曲线表示磁感应强度B与磁场强度H的关系。用简化的两段折线表示硅钢片磁化曲线，设饱和磁感应强度为Bs，对应的饱和磁场强度为Hs。……