理论教育 分析5.1.2系统短路下的FCL工作状态

分析5.1.2系统短路下的FCL工作状态

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:此时通过铜绕组的电流i急剧增大,产生的反向磁场将部分抵消永磁体磁场,使得软磁铁心的磁场强度H1迅速减小,其工作点迅速退出饱和而进入非饱和区;同时,永磁体的工作点将沿回复线从d点运动到c点,磁感应强度也有所降低。再者,永磁体的磁路长度远小于铁心,即l2

分析5.1.2系统短路下的FCL工作状态

此时通过铜绕组的电流i急剧增大,产生的反向磁场将部分抵消永磁体磁场,使得软磁铁心的磁场强度H1迅速减小,其工作点迅速退出饱和而进入非饱和区;同时,永磁体的工作点将沿回复线从d点运动到c点,磁感应强度也有所降低。

因铁心已退出饱和,其磁导率μ1>>1,满足Φ=BS=μ0μ1H1S,即

永磁体工作点仍处在其退磁曲线的回复线上,磁导率仍为μ2,满足Φ=BS=μ0μ2H2S,即

应用安培环路定理,可得

H1l1+H2l2=Ni (5-13)

将式(5-11)和式(5-12)代入,可得

Φ=μ0μ1H1S代入式(5-15),可得(www.daowen.com)

整理后,可得

软磁铁心材料在线性区的磁导率很高,μ1约在20×103~300×103,而永磁体的磁导率μ2却很低,μ2通常取1.05。再者,永磁体的磁路长度远小于铁心,即l2<l1。因此,铁心的磁场强度可近似认为

这时穿过铁心截面的磁通量

由法拉第电磁感应定律可知,系统短路时铜绕组的感应电压u

由此可知,当系统发生短路故障时,永磁饱和型FCL等效为

将式(5-21)和式(5-10)比较可知,软磁铁心在永磁饱和型FCL中起到非常重要的作用,其磁导率的状态变化决定了限流器的限流能力。

综上所述,无论是在正常状态还是处于限流状态,都要求永磁体和软磁铁心的工作点能够配合良好。正常工作时永磁体的剩磁应足够大,使铁心可靠处于深度饱和状态;短路限流时要求软磁铁心的磁感应强度不能太小,以保证永磁体工作点仍可运动在其回复线上。

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