基于双端口网络控制的多绕组变压器型可调电抗器

由于现有的可调电抗电感不能快速连续调节或是谐波比较严重等问题,提出了一种新的可调电抗原理:使用电压型PWM逆变器作为变压器二次侧的负载,通过对负载电流的控制,可以实现变压器一次侧等效阻抗的任意调节;采用变压器二次侧多绕组的结构,可提高可调电抗器的容量。本文采用双端口网络控制,使多绕组多模块控制系统简单稳定。通过求解多绕组变压器的支路电流方程和变压器电感矩阵,得到多绕组变压器的数学模型,并在Matlab中建立多绕组变压器型可调电抗的仿真模型。仿真与实验表明基于双端口网络控制的多绕组变压器型可调电抗具备控制简单,电感线性连续可调、响应速度快、谐波电流小的优良性能。     

高压大容量的磁通可控型可调电抗器技术

为实现磁通可控型可调电抗器的高压大容量化,分析介绍了多支路补偿技术和基于级联型变流器的系统拓扑结构,前者在线性变压器二次侧设计多个绕组,各绕组用变流器同时注入电流来控制铁心主磁通,以实现一次侧绕组等效电抗无级可调;后者则是将多个电压源型逆变器在输出首尾相连形成前述的变流器。该文还指明了系统设计要点及控制所采用的三角波调制PWM电流控制法。样机实验证明了该技术实现高压大容量可调电抗系统的可行性及这种磁通可控型可调电抗器响应快、运行稳定、低谐波和电抗值极大范围连续可调的特点。     

基于变压器端口调节的可控电抗器

提出一种具有控制绕组和短路绕组2种副边绕组的新型多绕组变压器式可控电抗器。调节控制绕组与原边电流的关系,原边绕组端口可以呈现连续变化的电抗值,再结合短路绕组的分级串联短路,则可使装置的电抗值或容量在较大范围内平滑调节。该电抗器的调节容量主要通过绕组短路获得,因此作为电流控制设备的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器容量很小。对所得出可控电抗器进行建模及控制分析,试验结果证实了该可控电抗器的可行性及优异的工作性能。     

变压器式可控电抗器型消弧线圈的谐波分析及抑制

阐述了变压器式可控电抗器型消弧线圈(ASCT)的工作原理,分析了它产生谐波电流的原因。为了降低单控制绕组结构的ASCT输出的谐波电流,设计了一种3控制绕组结构的变压器式可控电抗器型消弧线圈,并提出了合理设计各控制绕组额定输出电流的方法。     

多绕组变压器负载可控型可调电抗

为使可调电抗器能快速连续调节且不产生谐波,提出一种新的可调电抗原理:使用晶闸管和电压型PWM逆变器作为多绕组变压器二次侧负载,通过对晶闸管的开关控制和对逆变器输出电流的控制实现变压器一次侧等效阻抗的任意调节。晶闸管的开关控制实现可调电抗的粗调,从而晶闸管开关绕组占有可调电抗的主要容量;逆变器输出电流控制实现可调电抗的细调,逆变器输出绕组容量很小,从而降低了成本。实验结果表明该新型可调电抗器具备电感线性连续可调、谐波电流小的优良性能。     

磁饱和式可控电抗器的等效电路及仿真分析

利用等效电流的概念得到了磁饱和式可控电抗器比较简明的数学模型。把两个完全相同变压器的一次侧绕组顺串联 ,二次侧绕组反串联 ,得到了磁饱和式可控电抗器的等效电路 ,该等效电路准确反映了数学模型所揭示的物理规律。以Matlab提供的电力系统模块集 (PSB)为平台建立了磁饱和式可控电抗器的仿真模型 ,并用其先进的算法进行了仿真分析。实例仿真结果说明本文的分析和仿真方法简捷有效     

起动异步电动机用磁控式可控电抗器的建模及仿真

介绍了一种改进后的新型起动异步电动机用的磁控式可控电抗器的基本结构和工作原理。从数学分析出发得到等效电路,基于M atlab/PSB对其作了动态仿真。仿真表明将两个相同的变压器一次侧绕组串联,二次侧绕组反串联,可以准确地反映主回路的电流波形和控制回路的电压波形。     

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。     

一种用于电气化铁道无功补偿的可控电抗器

提出一种可以与固定电容器并联运行,能够根据负荷的动态变化自动调节牵引变电站无功功率的可控电抗器。该可控电抗器在二次侧设置多个绕组,分别连接双向晶闸管与电压源型逆变器,通过对晶闸管的分级投切与逆变器电流控制实现电抗的大范围连续变化,从而完成对无功功率的调节。仿真与试验证明,该可控电抗器具有响应速度快、补偿精度高、谐波输出低等优异性能。     

变压器类产品专利(080043～080052)

080043可控电抗器200410010260.3*郑州大学(赵国生、焦留成)本发明提供了一种大容量全控型可控电抗器,该电抗器至少由以下三部分组成:电流检测单元、补偿电流发生单元、单相或三相变压器组成,通过调节变压器二次侧电流标幺值在(-1,1)间任意变化(可以是基波电流的变化、谐波电流的变化或者基波与谐波电流的共同变化),从而改变变压器铁心的导磁率,使变压器的等效阻抗在-Zm～Zm之间连续可控,该可控电抗器可串入电网也可与电网并接,用于电网无功补偿、谐波滤除及作为新型可控自动消弧线圈使用,且不会为电网带来谐波干扰。     

双边励磁变压器的等效阻抗研究

双边励磁变压器一次侧等效阻抗可通过控制二次侧电流予以改变。本文推导了一次侧电流为非正弦波而二次侧电流仅含基波或仅含谐波时一、二次侧的等效阻抗,并分析了二次侧电流幅值和相位对等效阻抗的影响,同时给出了各种情况对应的等效电路。     

LLC谐振变流器中平面变压器铜损优化设计

本文对平面变压器应用于LLC谐振变流器中时的铜损进行了分析。与普通的变压器不同,LLC中的变压器同时实现了一个变压器和一个电感的功能。这使得变压器一、二次电流并不是同相位的,并导致一些额外的铜损。本文对绕组结构和气隙的影响分别进行了分析,在损耗分析的基础上讨论提出了一些LLC谐振变流器中平面变压器的优化方法。在分析过程中,利用有限元分析(FEA)仿真工具为理论分析提供帮助。并制作了一台300～400V输入,12V/33A输出的样机来检验理论分析和仿真结果。     

基于暂态负荷的变压器保护一次电流检验方法

当测试负荷不足时,一次电流检验电流互感器（TA）二次回路的工作就无法完成,常造成新建变压器保护不能正常投入。为解决这一问题,提出一种采用电动机启动电流或变压器励磁涌流等暂态电流检验TA二次回路的方法。分析了变压器流过暂态负荷时两侧电流之间的关系,并根据不同接线组别对电流进行重构,以使两侧电流呈现比例关系。引入信号相关函数对电流波形进行分析计算,得到变压器两侧TA相对于基准间隔的相角差和变比,从而判定TA二次回路的正确性。该方法在工程现场检验结果与传统稳态负荷检验方法一致,证明了其可行性和正确性。     

A Novel Active Power Filter for High-Voltage Power Distribution Systems Application

In this paper, a novel principle of an active power filter based on the harmonic impedance control of a transformer is proposed for high-voltage power distribution systems application. A linear transformer with multiple secondary windings is adopted. The primary winding is shunted with harmonic-producing loads, while the secondary windings are connected with inverters. The primary harmonic current is detected and then tracked by the inverters with fixed compensation coefficient. When the harmonic current compensation condition is satisfied, the transformer can really exhibit nearly zero impedance to harmonic current and primary self-impedance to fundamental current. As a result, the harmonic currents in power systems can be led to flow into the transformer branch. The operation principle, the control scheme, and the harmonic current detection method are discussed in detail. Finally, simulated waveforms and experimental results are presented to verify the effectiveness of the active power filter     

站用电500 kV自耦变压器一次升流验收方法

变电站主变压器的验收检测工作不仅工作量大,而且由于没有模拟实际电网运行情况一、二次通流情况,常会发生某些疏漏。以500 kV自耦变压器验收为例,介绍了基于站用电的三绕组自耦变压器各侧电流互感器一次升流验收方法。该方法可以同时检测各侧电流互感器的变比、极性、组别和内部二次引出线以及一次电流所流经的高压断路器、隔离开关、接地开关的导通性,与工程中采用的对单个电流互感器一次升流验收相比,大大地提高了效率。此外,根据所推导出的各侧电流大小简化计算公式和各侧电流相量图,在检测前即可得到有关量的计算值,可以方便地与实际检测到的数据进行对比验证。     

星形-双梯形接线三相变四相或三相变两相平衡变压器原理研究

提出了一种新颖的星形-双梯形接线三相变四相或三相变两相平衡变压器。该变压器采用三相三柱铁心结构，一次侧构成三相系统，采用星形接线，二次侧绕组采用闭合双梯形接线，便于3次谐波电流流通，改善电压波形。2个梯形形状相同，并具有共同的底边，其中点为四相系统的公共点。2个梯形的4个顶点构成四相或两相系统。该文阐述了该变压器的基本原理、接线方案和基本方程，导出了一二次侧绕组的电流关系，得出了一次侧中性点电流为零的平衡条件和短路阻抗关系。该变压器铁心及绕组结构简单，材料利用率为100%，特别适合于作为四相输电系统及电气化铁路AT供电方式的主变压器。     

星形-双梯形接线三相变四相或三相变两相平衡变压器原理研究

提出了一种新颖的星形一双梯形接线三相变四相或三相变两相平衡变压器。该变压器采用三相三柱铁心结构,一次侧构成三相系统,采用星形接线,二次侧绕组采用闭合双梯形接线,便于3次谐波电流流通,改善电压波形。2个梯形形状相同,并具有共同的底边,其中点为四相系统的公共点。2个梯形的4个顶点构成四相或两相系统。该文阐述了该变压器的基本原理、接线方案和基本方程,导出了一二次侧绕组的电流关系,得出了一次侧中性点电流为零的平衡条件和短路阻抗关系。该变压器铁心及绕组结构简单,材料利用率为100%,特别适合于作为四相输电系统及电气化铁路AT供电方式的主变压器。     

Mechanism of pole‐mounted transformer damage by backflow lightning and measures against the damage on low‐voltage distribution line

Pole‐mounted transformers are especially vulnerable to lightning damage. The progress of the information society imposes increasingly stringent requirements for the reliability of electric power supply, and this in turn necessitates a reduction in lightning damage to pole‐mounted transformers. Lightning protective devices (surge arresters) are now being installed around the primary bushing of the transformers, which has decreased the number of disconnections around the primary bushing due to lightning. But surge arresters installed on the primary side of the transformer cannot protect it against backflow lightning entering the secondary side of the transformer. The characteristic of transformer damage by backflow lightning is that the electromagnetic force produced by the current flowing into the secondary side deforms the transformer windings. This paper elucidates the mechanism of transformer damage by lightning flowing into the secondary side by comparing actual lightning damage cases with the results of verification tests using a short‐circuit generator. Effective countermeasures against transformer damage by backflow lightning are examined by EMTP calculations, which indicate that neutral grounding on the low‐voltage distribution line is the most effective way of decreasing the current flowing into the transformer. The lower the grounding resistance, the less current flows into the transformer. In addition, decreasing the voltage on the secondary side is important in order to protect the secondary‐side bushing. The calculation results indicate that surge arresters installed around the secondary side of the transformer are effective in decreasing the voltage on the secondary side. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 171(2): 1–11, 2010; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience. wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20921     

三相变压器励磁涌流及保护方案

针对近期基于波形对称原理的变压器差动保护频繁误动的现状,从三相变压器励磁涌流的产生机理入手,分析了波形对称原理与2次谐波制动原理的内在联系,结合目前流行的2种相位补偿方式,指出了传统采用相间差动的保护方案误动的根本原因.针对220 kV以上D侧套管内装设电流互感器的变压器,提出了一种采用相电流差动接线的保护方案.该方案在理论上克服了传统方案的全部弊端,并可实现真正的分相制动;缺点在于保护范围有所减小,需要其他保护来配合.     

保护用电流互感器饱和特性及其误差曲线研究

当电力系统发生故障时,一次电流比正常运行时的电流大几倍甚至几十倍,此时,保护用电流互感器的铁芯发生饱和,引起二次电流的畸变,从而使继电保护及其二次设备误动作。笔者对保护用电流互感器的误差与饱和特性进行了分析,介绍了实际工作中电流互感器误差曲线的绘制以及二次负载的校核方法,并提出了减小电流互感器误差的具体措施。