阻抗匹配平衡变压器的应用

电力牵引负荷是电力系统的一种重要负荷,以单相工频交流电作为牵引动力的电气化铁路,由于自身的工作特点,会使三相供电系统处于不对称运行状态,在系统中引起负序电流,使电力系统的运行受到影响。采用阻抗匹配变压器可有效地解决这一问题。介绍了阻抗匹配平衡变压器的一般原理,对YN／△接线三相变两相阻抗匹配平衡变压器的电压、电流关系及电气化牵引变电所变压器差动保护的实现方法进行了推导,指出了阻抗匹配平衡变压器的一些特点。现场运行表明其适合于在电气化铁路的电力线路上使用。     

自平衡电子电力变压器

提出一种基于级联多电平结构，具有自平衡能力的电子电力变压器(A-EPT)，其高压侧采用单相全桥级联技术，低压侧采用交错并联技术，并根据其结构特点提出一种简单有效的控制方案。在该控制方案中，通过采用载波移相技术提高了等效开关频率和输入性能；通过引入相移补偿信号，避免了级联模块间的直流电压不平衡问题。对所提出的A-EPT进行建模和仿真，并与常规变压器的运行状况进行对比分析。仿真结果表明：A-EPT能够很好地实现当变压器任何一侧系统出现电压或电流不平衡时，另一侧系统仍然能够自动保持本侧系统的电压或电流平衡，并且调节过程短，比常规变压器具有更好的性能。     

电气化铁道应用三相变四相电力变压器的理论分析

三相变四相电力变压器是一种新型平衡变压器，由此可以实现四相输电方式，也可以用于电气化铁道的AT供电方式。该文基于该变压器的结构、磁势平衡方程、中性点接地和三相输入阻抗平衡条件，导出了该变压器四相侧的等值电路。分析了AT牵引网不同区段发生故障时变压器的负载阻抗特性，得到变电所处不设自耦变压器会影响三相侧的对称性和增加变压器的设计容量的结论。为了准确反映电力机车的负载电流或短路电流，应将接触导线和正馈线上的电流互感器次边差接。     

配电系统电子电力变压器不对称负载仿真

配电系统中经常会出现不对称负载运行的情况，研究不对称负载情况下电子电力变压器的特性和控制策略，对于电子电力变压器在配电系统中应用有重要意义.通过分析原方系统和副方负载的要求，提出了一种简单而有效的控制方案：其输入级在d-q轴系中采用直流电压外环和交流电流内环的双环解耦控制，其输出级采用基于输出电压瞬时值反馈的双环控制.在Matlab/Simulink环境下建立了仿真模型，通过对空载、满载、单相负载、不平衡线负载和非线性负载等条件下的仿真表明，针对三相四线配电系统电子电力变压器所设计的控制方案，无论是在对称负载还是不对称负载条件下，电子电力变压器都能实现原方系统输入电流正弦和负荷侧供电电压恒定，具有良好的负载特性。     

基于电子电力变压器的电能质量调节方法

针对电子电力变压器的典型实现结构,分析了其工作原理,并针对应用于配电系统的电子电力变压器,提出了相应的控制策略并进行了仿真研究。结果表明,提出的控制策略在保证电子电力变压器在实现传统电力变压器变压、隔离和传递能量等基础上,对防止原方电网出现的电压跌落、上升、闪变、谐波和三相不平衡等对负荷侧电压的影响具有显著效果,同时,对于阻止负荷侧的冲击注入原方电网也很有效,实现了电能质量调节。     

多功能平衡牵引变压器运行方式研究

确认了16000kVA/110kV多功能平衡变压器各种运行方式的可行性。介绍了一种新颖的牵引变压器，既能实现三相到三相，也能实现三相到两相的电压变换。同时研究了该产品的技术特点以便指导设计和运行。在变电所完成了许多运行可靠性试验，并用一些特殊的仪器设备，如24通道综合电能分析仪和谐波分析仪测量了大量的数据。结果显示，多功能平衡变压器在任何运行方式下，一次侧均无零序电流。当两相系统对称且三相系统也对称时，一次侧电流亦对称。结果还表明，当在二次侧三相系统接入文中提出的特殊滤波器时，谐波电流比用常规两相滤波器降低约28％。结论是，多功能平衡变压器不仅两相系统与三相系统组合运行是可行的，而且除有带牵引负荷的基本功能外，还具有无功补偿、带所用电负载和高次谐波滤波等辅助功能。     

级联式电力电子变压器的电压平衡控制策略

针对中压配电网中普遍存在的三相不对称现象,采用级联H桥分离直流母线结构的电力电子变压器,为了解决直流侧电压平衡问题,在输入电压和输出负载不对称时,提出了一种新的负序电压注入法控制相间直流电容电压平衡,建立了每相平均功率与负序电压之间的关系,在dq坐标系中对负序电压进行了计算,避免了复杂的三角函数求解。计算结果中不含电网电流,无需对电流进行正负序分离,只需采用单电流内环控制。另外,在输出级采用调节占空比的方法实现相内直流电容电压的平衡控制。仿真结果表明了所提控制策略的有效性。     

基于三相-单相电力电子变压器的牵引供电系统负载不平衡、无功和谐波潮流分析

将三相-单相电力电子变压器应用于贯通式同相供电系统,对比计算了传统变压器、电力电子变压器的单相侧和三相侧之间负载不平衡、无功和谐波的潮流关系。基于三电平电路研究了隔离DC-DC变换器和多模块级联整流器的控制方法:整流器采用有功无功解耦控制,实现了三相网侧单位功率因数运行;隔离DCDC变换器采用双边三电平控制,减小了流过中频变压器电感电流有效值。仿真和实验结果验证了基于三相-单相电力电子变压器的贯通式同相供电系统可有效消除负载不平衡、无功和谐波对三相电网电能质量的不良影响,系统动静态性能良好。     

YNd11接线牵引变压器负序分析

给出了适用于任意接线牵引变压器的负序电流表达式,分析了YNd11接线牵引变压器在不同负荷条件下一次侧电流不平衡度.     

十字交叉接线牵引变压器的运行特性(Ⅰ)--数学模型与理论分析

十字交叉接线牵引变压器实际上是三相三绕组变压器,已应用于我国电气化铁道2×25kV自耦变压器(AT)供电系统.针对其特殊的接线形式,采用了以磁势平衡方程、绕组接线方程、端口输出方程和电压传递方程为基础的多绕组变压器系统化分析方法,阐明了负荷电流和可能的零序电流在绕组中的分配关系;推导出了二次侧端口电压方程;给出了该变压器在相坐标下的节点导纳矩阵,以便同电力系统和牵引网接口进行有关分析.最后,分析了省掉变电所内AT和中性点不接地运行等问题.     

Auto-balancing transformer based on power electronics

An auto-balancing transformer based on power electronics is designed and proposed to prevent voltage or/and current unbalances arising on the primary side system from infecting the secondary side system, or in reverse. The multilevel converters and interleaving parallel connection technology are adopted in the transformer design to match the demand of power automatically balancing and high-voltage and high-power application. The operating principle is analyzed in detail and an effective control scheme is developed. To verify the new features of the proposed design, a detailed computer simulation model is established using Matlab\Simulink and typical simulations are carried out. And the experimental verification is also presented. All show satisfactory results.     

基于并联变压器的新型有源电力滤波器控制策略

提出了一种由并联变压器和电压源型逆变器组成的新型有源电力滤波器控制策略。具体方法：将变压器一次绕组与谐波源并联,检测变压器一次侧基波电压作为指令信号,控制电压源型逆变器的输出电压加在变压器的二次侧,当逆变器输出电压与变压器一次侧基波电压满足一定条件时,对基波分量而言,有源电力滤波器等效为一个可调电抗以补偿无功;对谐波分量而言,有源电力滤波器等效为变压器漏抗,从而疏导谐波流入变压器一次绕组。最后的仿真结果验证了该策略的可行性。     

Unbalanced Load Simulation of Electronic Power Transformer in Distribution System

Introduction Electronic Power Transformer (EPT) is also called as power electronic transformer , solid-state transformer or electronictransformer.Itisakindofstate-of-the-arttransformer emerging from the development of high-power electronic technology.This…     

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。     

使用六绕组隔离变压器的大电流整流器研究

为提高整流器的电流输出能力,设计了一种基于六绕组隔离变压器的大电流整流器。该整流器使用六绕组隔离变压器作为移相变压器,隔离变压器的原边绕组采用三角形联结,副边绕组相互独立,输出3组相位依次相差120°的单相电压,分别为3组单相整流桥供电,可有效增大电流输出能力。理论分析、仿真及实验结果表明,该大电流整流器的输入侧和负载侧的电能质量与传统的双反星形整流器相同,但电流输出能力为双反星形整流器的1.5倍;另外,该大电流整流器所用隔离变压器的容量要小于双反星形整流器所用变压器的容量,这在一定程度上可以提高该整流器的功率密度。     

多绕组变压器副边短路故障保护策略分析

针对多绕组移相变压器单个绕组短路故障难于检测的问题,介绍了基于原边三相电流及三相电压采样的故障判断方法.该方法通过计算原边电流无功及负序分量,能够及时判别变压器副边短路故障.理论仿真及实际测试结果表明,该方法可实现多绕组变压器副边短路的快速保护.     

基于三电平拓扑的电力电子变压器研究

提出一种改进的基于三电平拓扑的电力电子变压器(PET).输入级、隔离级与输出级结构分别采用二极管箝位式三电平PWM整流器、零电压开关半桥三电平DC/DC变换器和两电平逆变器.与两电平PET相比,可在有效提高输入电压等级的同时降低开关损耗.针对变压器各环节结构特点设计了控制方案,并在配电系统环境下对其进行了建模和仿真.仿...     

光电电流互感器高压端供能电源的设计

光电电流互感器(简称OECT)在电力系统中具有广泛的应用前景,但为其高压端供能的电源是研究的难点,一直制约着有源电流互感器(CT)的应用。在此,设计了一种改进的供电方案——交直流结合供电方案.即小CT母线电流取能和储能电池相结合供电。介绍了该方案的供能原理,并进行了具体的设计和实验。实验证明,该电源方案能在母线电流很小或断电的情况下为高压端提供不小于540 mW的功率,而且能在大电流情况下,提供稳定电压,保护后续变换电路,有效解决了母线取能供电存在的技术难点。     

基于双有源桥式DC-DC变换器的电力电子牵引变压器的电压平衡控制

提出一种基于双有源桥式(DAB)DC-DC变换器的电力电子牵引变压器(PETT)的电压平衡控制策略,分析这种控制策略的作用机理,并提出一种PETT的起动控制方法。建立单个DAB的数学模型、DAB并联系统的整体模型以及DAB并联系统的电压平衡控制模型,以方便、有效地进行输出电压控制器、输入电压平衡控制器的设计。基于两单元PETT实验平台,开展仿真和实验研究,仿真和实验结果一致,变换器的稳态和动态控制性能良好。仿真和实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。