具有计量功能的变压器研制

为了减少一次设备总数量,节省设备占地,利用变压器与电磁式互感器相近的工作原理,开展了配电变压器和互感器一体化设计研究和10 k V样机研制。结合仿真分析和现场实测,在变压器二次侧增加补偿元件进行误差补偿。在此基础上,综合变压器和电磁式互感器的试验标准,对这种新型设备的试验考核方法进行了研究,分别对样机变压器端和电压互感器输出端在空载及不同负载的情况下,进行且通过了误差性能考核和绝缘性能考核。最后利用黑匣子技术,实现了样机的计量和防窃电功能。通过以上研究,验证了这种多功能配电变压器的可行性,该类设备可达到0.2级误差准确度要求,不仅可用于变压器高压侧电压测量,也可与电表模块搭配使用进行电能计量与防窃电比对。     

高压电压互感器现场校验方法研究与实现

本文通过对高压电压互感器高低压侧等值电路分析,提出了低压侧参考误差方法实现电压互感器误差测试原理,通过常规方法在-个较低电压下测量电压互感器空载误差及其固定电阻下的负载误差、一次侧绕组直流电阻和二次回路参考电压点和测试点的参考误差,计算得到互感器在各种负荷下的误差数据.本方法无需使用升压器和进行导纳值测量,并避免了分布电容对误差的影响,试验结果表明测量准确度可以达到检定规程要求.     

抑制电流互感器直流偏磁的电流注入法

为了抑制电流互感器中的直流偏磁,根据推导出的二次侧2次谐波电流与一次侧直流偏磁的数值关系,提出了在二次侧注入反向直流电流的抑制方法。该方法根据互感器二次侧2次谐波电流的相角及其幅值产生电压信号,控制压控电流源产生补偿电流。补偿电流通过互感器多余抽头注入一次侧补偿绕组产生反向磁场,实现抑制直流偏磁效果。设计了具体电路并进行实验验证,结果表明电流注入法可以有效地抑制直流偏磁,并分析了互感器二次负载、一次侧交流电及偏磁量对补偿效果的影响。     

电压互感器二次负荷对其误差影响及补偿方法的研究

通过对电压互感器误差原理的分析及其二次负荷特性研究，采用在电压互感器二次回路并联导纳的办法进行误差补偿，从而有效解决了在实际运行中的电压互感器由于其实际二次负荷与额定二次负荷不匹配而造成的误差，不满足国家相关标准和规程误差限值要求这一问题，确保了电能计量装置的准确性和公正性。     

电压互感器二次负荷对其误差影响及补偿方法的研究

通过对电压互感器误差原理的分析及其二次负荷特性研究,采用在电压互感器二次回路并联导纳的办法进行误差补偿,从而有效解决了在实际运行中的电压互感器由于其实际二次负荷与额定二次负荷不匹配而造成的误差,不满足国家相关标准和规程误差限值要求这一问题,确保了电能计量装置的准确性和公正性.     

基于霍尔原理的高精度电流互感器电流补偿新方法

提出了一种以实现高精度为目标的电流互感器误差电流补偿的新方法。这种方法是采用基于磁平衡原理的霍尔电流传感器,检测出电流互感器的误差电流并直接补偿到其二次负载中,以消除电流互感器的激磁电流产生的误差。实验结果表明这种方法不仅是可行的,而且具有补偿效果明显和带负载能力强等特点,为研制高精度的电流互感器提供了一条新的途径。     

双定子盘式永磁同步发电机仿真及试验研究

盘式永磁同步发电机适于低速大转矩的场合,在风力发电领域具有较强的应用潜力。针对一台36槽30极的双定子盘式永磁同步发电机,采用有限元法对其空载气隙磁密、空载反电动势以及负载输出性能进行了仿真分析,对样机的气隙磁密、空载和负载的输出性能进行了试验测量。分析结果表明:最大气隙磁密的仿真值与测量值均较为接近,空载反电动势、负载输出电压的仿真波形与实测波形同样较为接近;在同一电阻负载下,发电机输出功率的计算误差为1.73%,仿真结果与试验结果具有较好的一致性。     

电压互感器的空载漏磁和空载误差

阐述了电压互感器空载漏磁和负载漏磁的区别及其对空载误差的影响。提出了空载误差计算公式的新形式。     

低频条件下标准电压互感器误差特性分析

为精确分析系统频率对标准电压互感器误差特性的影响,以获得标准电压互感器的低频适用性,首先建立了标准电压互感器的等值电路模型,提出了采用复数磁导率分析铁磁材料低频励磁特性的方法,并搭建了基于锁相原理的测量回路,获得了不同频率下取向硅钢片30P100的复数磁导率;其次,解析得到标准电压互感器空载误差及负载误差函数,并以一台35 kV标准电压互感器为模型,分别通过误差增量反推以及短路法获得一、二次漏阻抗的参数,通过复数磁导率获得低频励磁阻抗参数;最后,通过仿真计算,获得20 Hz及50 Hz下空载误差及负载误差曲线,并与实测结果进行对比验证。研究表明：取向硅钢片的复数磁导率实部与虚部均随着频率的降低而增大,在20～50 Hz频率范围内,标准电压互感器的空载比值差和空载相位差均随着频率的降低而正向偏移;负载比值差受频率影响较小,负载相位差随频率降低而正向偏移,且频率越低,其误差受负荷变化的影响越小。以设计的35 kV标准电压互感器为例,频率改变对标准电压互感器空载比值差的影响量在2×10^-5以内,对空载相位差的影响量在0.4′以内,其空载误差在20 Hz和50 Hz下至少...     

具有电压自动调整功能的供电型电压互感器误差来源分析及补偿

为解决供电型电压互感器供电电压随供电负荷波动而变化的问题,设置了辅助互感器串联补偿回路,该回路能够实现对供电电压的自动调节,但会影响电压测量绕组的误差。同时对具有辅助互感器串联补偿回路的供电型电压互感器的误差来源进行了分析,分析结果表明,增加辅助互感器串联补偿回路后,电压测量绕组误差由空载误差、负载误差和辅助回路误差3部分组成。在此基础上对1台容量60 kVA的110 kV供电型电压互感器样机误差进行测量,在负载误差补偿完成后,由于辅助回路分接比变化引起的比值差和相位差的最大变化量达到0.462%和73.14′。通过计算获得了辅助补偿阻抗的数值,并最终实现不同分接比,不同供电负荷容量及功率因数下的误差补偿,补偿后电压测量绕组的误差达到0.2级误差限值要求。该研究实现了对具有电压自动调整功能的供电型电压互感器误差的补偿,使得供电型电压互感器在波动负荷下,同时实现稳定的电压输出和电压计量。     

一种新型单相并联型有源电力滤波器

提出一种基于谐波磁通补偿原理的单相并联型有源电力滤波器。并联变压器的一次侧绕组与谐波负载相并联,二次侧绕组与逆变器相联,通过对变压器一次侧电压方程分析可知,当采用逆变器在变压器的二次侧注入与一次侧谐波电流呈一定补偿系数的谐波电流时,变压器一次侧对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输入电力系统中的谐波电流流入变压器支路。通过建立系统的数学模型进行了系统的稳定性分析及稳态误差估算。实验表明,该新型单相并联型有源电力滤波器简单可靠,并取得了较好的滤波效果。     

电气化铁道无功治理的可控电抗器应用研究

综合治理电气化铁道的谐波和无功均要求动态补偿无功功率。本文提出了一种带磁分路的变压器式可控电抗器的静止动态无功补偿器的新模型。在该可控电抗器次级侧设置若干组绕组,每组绕组用反并联晶闸管控制其导通程度,可连续调节可控电抗器的感性无功功率,配合滤波兼补偿的滤波支路,从而实现无功功率的动态补偿。该方法能使可控电抗器产生的谐波电流小,次级侧的电压低,有利于应用电力电子器件的工程实施等。实验表明,设计出的可控电抗器具有良好的动态无功功率补偿性能。     

采用补偿技术的电子式电流互感器高压侧电源

一种基于补偿法的电流互感器式电源被用来为电子式电流互感器高压侧供能。因采用反相的补偿电压和非线性反馈技术,当一次电流很大时仍能保持稳定的输出电压。测试结果表明,当一次电流变化范围为10A到3500A时,电源样机能输出稳定的。5V直流电压,最大输出功率200mW,足以满足电子式电流互感器高压侧电路对电源的要求。     

基于单周控制的基波磁通补偿串联混合型有源电力滤波器

介绍了基于变压器基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器,将一变压器的一次侧串联在电网与谐波源之间,当串联变压器二次侧注入的基波电流与电网电流的基波分量满足补偿条件时,串联变压器可以实现对基波呈低阻抗,而对谐波呈很高的励磁阻抗,实现谐波与电网的隔离。将单周控制代替传统的滞环控制来获得补偿电流的跟踪,使得开关频率恒定,从而可以精确地设计高频滤波电容,提高系统的补偿性能和鲁棒性。推导了采用单周控制时系统的控制方程,分析了系统的工作过程。利用MATLAB对采用单周控制时系统的补偿性能进行仿真,结果表明系统具有较好的动稳态补偿性能。通过实验进一步证明了采用单周控制的可行性。     

一种高压大容量有源电力滤波器研究

提出一种新型的基于变压器谐波电流补偿的高压大容量有源电力滤波器。变压器采用副方多补偿绕组结构,原方绕组与谐波负载相并联,副方补偿绕组分别与逆变器相联。实时检测变压器原方绕组的谐波电流,通过逆变器产生与原方绕组谐波电流成比例的谐波补偿电流注入变压器副方多补偿绕组中。当原、副方绕组的谐波电流满足谐波电流补偿条件时,变压器原方绕组对谐波电流呈现近似为零的低阻抗,而对基波电流呈现很大的励磁阻抗,从而输导高压电力系统中的谐波电流流入变压器支路。仿真结果证明了这种滤波新原理的正确性。     

Soft switching DC/DC converter with high voltage gain and less current ripple

A new soft switching three‐level converter with two DC/DC circuits in the primary side and current double rectifiers in the secondary side is presented to realize the zero‐voltage switching operation, reduce the transformer secondary winding turns and the output current ripple, and lessen the voltage rating of rectifier diodes. Two DC/DC pulse‐width modulation circuits sharing same power switches with interleaved half switching cycle are adopted in the proposed converter to reduce the current rating of transformer primary windings. Two inductors and four diodes are adopted in the secondary side to achieve current double rectifier, reduce output ripple current, and decrease the transformer secondary winding turns. Based on the pulse‐width modulation scheme, the power switchers can be turned on at zero‐voltage switching operation. Laboratory experiments with a 1.44 kW prototype are provided to verify the theoretical analysis. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

电子调压电炉变压器及其控制策略

传统电炉变压器中复杂的调压绕组和分接头的频繁动作会严重影响供电可靠性、降低其使用寿命,还会给电网电能质量以及工艺生产质量带来不利影响。提出了一种新型电子调压电炉变压器,利用含有高压绕组、工作绕组和控制绕组的三绕组变压器,以及3个相互配合的变换器,对工作绕组输出进行调节,可省略或者大幅减少分接头,同时实现输出电压连续调节,因而可大幅提高供电可靠性和供电电能质量。详细分析了电子调压电炉变压器的拓扑结构,提出了相应的协调控制策略。仿真结果表明了所提电子调压电炉变压器具有良好的性能。     

适用于高压大容量工况的新型并联有源滤波器

提出一种基于谐波磁通补偿原理的新型并联型高压大容量有源电力滤波器.通过对带气隙的线性并联变压器的电压方程分析可知,当满足谐波磁通补偿条件时,可使变压器支路在有源滤波器投入后对谐波呈近似为0的低阻抗、对基波呈高阻抗,从而疏导电力系统中的谐波电流.新滤波器的谐波电流检测位置位于并联变压器支路上,检测电流与反馈电流共铁心.并联变压器的二次侧采用多个补偿绕组的结构以解决有源滤波器的大容量问题.仿真和实验结果证明了该方案可以取得良好的滤波效果.     

一种实用的基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器

推导了基于变压器基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器的新原理 ,得出当串联变压器二次侧注入的基波电流和电网电流的基波成分满足基波补偿条件时 ,则串联变压器可以实现对基波呈现很低阻抗 ,而对谐波呈现很高的励磁阻抗。对该有源电力滤波器的电流控制方式进行了仿真。通过采用电流型谐波源进行接近实用化的实验 ,证明了该原理的正确性并取得了极好的补偿特性     

电动汽车无线充电混合补偿拓扑电路分析

无线电能传输补偿方式直接影响输出电流、电压的增益特性,提出一种混合补偿拓扑电路,解决负载动态变化时输出电流、电压不稳定的问题,可应用于电动汽车恒流恒压无线充电电路。对拓扑电路原副边线圈建立等效松耦合变压器T模型,分析得出等效负载动态变化时可以实现恒流恒压输出的特性。构建仿真模型和试验台架,仿真验证电路分析的正确性。实验验证了在串/并补偿拓扑下副边稳流输出且原边逆变电流滞后电压,在串/串并补偿拓扑下副边稳压输出且原边逆变电流与电压同相。