集成滤波电抗绕组变压器数学模型

集成滤波电抗绕组利用特殊的绕组排布设计方式,将滤波装置的空心电抗器集成于变压器绕组,目的在于精简装备个数,减小装备占地面积,在舰船供电系统、城市预装式变电站等谐波含量高,电气装备占地面积有限的场合具有广泛的应用前景。集成滤波电抗绕组作为变压器中的特殊结构绕组与其他正常供电绕组共同构成统一的绕组结构。本文给出了集成滤波电抗绕组变压器的基波电路模型与谐波电路模型,并基于多绕组变压器自感与互感的电压方程,推导各绕组基波电流与谐波电流计算公式;通过基波电流与谐波电流相加得到集成滤波电抗绕组变压器的数学模型。以某300k VA集成滤波电抗绕组舰船整流变压器样机及滤波系统为实验对象,通过对比变压器数学模型计算数据与实测数据,验证了本文数学模型的正确性。     

应用变压器集成滤波技术的光伏并网系统电能质量治理方法

为满足光伏并网电能质量要求,该文介绍一种基于等变压器集成滤波技术的光伏并网系统电能质量治理方法。该光伏并网系统包含一、二级滤波站的层级构架,具有滤波器与变压器模块化设计、并网点谐波谐振风险低等特点。首先介绍了新型光伏电站的层级结构;分别建立两级滤波站的效电路和数学模型,分析集成电抗器与供电绕组间的弱耦合对一级滤波站滤波性能的影响,进一步揭示说明感应滤波变压器在内外部参数扰动条件下具备谐波谐振抑制的优越性能。最后,对该光伏电站工程实例进行现场测试,结果表明由该两级滤波站构成的光伏并网系统具有低谐波排放和系统运行稳定等特点。     

电力感应调控滤波系统滤波机理与运行特性分析

提出一种具有新型滤波原理的电力感应调控滤波系统。通过对整流变压器绕组的零阻抗设计,二次负载绕组和额外滤波绕组之间的谐波磁通相互抵消,从而缩短谐波在电力系统中的流通路径;有源逆变器起到隔离电网与整流负载之间的谐波电流作用,进一步提升了感应滤波性能。给出电力感应调控滤波系统在谐波域下的三相等效电路和数学模型,根据推导出的谐波传递矩阵,建立本系统谐波抑制性能的评价体系,揭示了感应调控滤波系统独特的滤波机理;针对潜在的谐波放大现象,提出一种改进型虚拟阻抗控制策略,讨论了虚拟阻抗相位、幅值与滤波性能之间的关系,获得实现最优谐波抑制效果的虚拟阻抗相位。搭建小功率实验样机平台,验证了理论分析的正确性。     

节能滤波型变压器及其整流系统关键问题研究

提出了一种基于感应滤波技术的节能滤波型整流变压器及其12脉波整流系统,重点解决现有整流变压器及其系统谐波污染严重、损耗大及效率核算困难等难题。该整流变压器负载绕组采用Y/△结构以抑制5、7次特征谐波,通过滤波绕组及其感应滤波装置对11、13次谐波进行治理与隔离。基于现有的感应滤波技术及其实现条件,新型整流系统谐波抑制效果优良,并可极大降低变压器铁芯的谐波磁通,具有节能的效果。在方案介绍的基础上,重点对新型整流系统的感应滤波技术、效率核算及无功补偿引起的谐波放大等关键技术问题进行分析与研究。仿真结果表明其相关技术问题可以有效解决,且谐波抑制和节能效果良好。     

集成滤波电感变压器在10 kV箱式变电站谐波治理中的应用

针对10 kV变电站谐波污染问题,提出了一种将特定次滤波电感集成于配电变压器中的技术方案,避免了传统无源滤波装置中空心电抗器占用空间大或铁心电抗器噪音严重的缺点。首先分析了将滤波电感集成于变压器中的解耦技术;然后对某一容量800 kVA的样机进行有限元仿真,理论分析降阶电感矩阵法,计算出变压器绕组间耦合度和电感矩阵,并以电感矩阵为接口进行系统的场路耦合仿真;最后对样机滤波效果进行实验测试。仿真和实验结果表明：集成滤波电感配电变压器能达到很好的谐波抑制与无功补偿效果,且集成滤波电抗器具有与变压器其它绕组低耦合、占用空间较小、不增加噪音等特点。     

感应滤波型直流输电系统运行特性研究

感应滤波技术通过实现阀侧两个绕组间的谐波磁势平衡将负载特征谐波抑制于换流变压器的阀侧,换流变压器的绕组结构及滤波器的接入点与传统方案存在差异,因此感应滤波器的接入必须会给直流输电系统产生一定的影响。以CIGRE直流输电标准测试系统仿真模型为参考,在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序中,建立了基于感应滤波技术的新型直流输电测试系统仿真模型,并对两种测试系统的稳态和典型故障运行特性进行了对比研究,重点分析了感应滤波对新型直流输电系统运行特性的影响;仿真结果表明感应滤波可明显减少交、直流侧电流的谐波含量,且具有较好的故障恢复能力。     

感应滤波对新型换流变压器换相电抗的影响

针对感应滤波技术是否影响新型换流变压器换相电抗的问题,简要论述了新型换流变压器感应滤波的基本原理,在此基础上分析了新型换流变压器换相电抗的特征,并建立全新的计算新型换流变压器换相电抗的数学模型和仿真模型.结果表明,采用感应滤波技术后换相电流的基波及各次谐波分量流通回路不完全相同,因此传统的计算方法不再适用于计算新型换流...     

变压器感应滤波技术的发展现状与应用前景

不同于现有的无源滤波与有源滤波,本文提出了一种新型感应滤波技术,其特点是发掘供电变压器的电磁潜能,利用内部耦合绕组在谐波频率下的安匝平衡作用,力求把谐波隔离在二次绕组并就近抑制,避免谐波流窜至一次侧电网而扩大污染和危害,并可有效削弱谐波磁势对供电变压器所产生的不良影响.本文介绍了采用变压器感应滤波技术所开发出的三种类型的新型供电变压器,辩证地阐述了其内部之间的联系及相关的技术实施特点,并对其研究进展和产业化应用情况进行了综述,最后总结了新型滤波技术的实用意义及其应用前景.本文采用系统化分析方法,对变压器感应滤波技术进行了系统的研究,并通过对各种模型试验和样机挂网测量数据的分析,验证了新型感应滤波技术所具有的良好的谐波屏蔽效果.     

感应滤波对新型换流变压器短路电抗的影响

针对感应滤波技术是否影响新型换流变压器短路电抗的问题,简要介绍了直流输电系统的接线方案及感应滤波技术的基本原理,并论述了换流变压器短路电抗在直流输电系统短路故障中的作用,推导出判断换流变压器短路电抗变化的方法。在此基础上,通过理论计算和仿真计算,研究滤波前后换流变压器短路电抗的变化情况。结果表明,感应滤波技术对新型换流变压器短路电抗的影响非常小,可以忽略不计。感应滤波既能改善换相特性,又不会恶化短路特性,克服了传统直流输电系统两者不可兼顾的缺点,说明新型换流变压器应用于直流输电系统具有独特优势。     

新型直流输电系统典型谐波分布特性分析

研究直流输电系统的谐波特性有助于分析谐波在电气设备、系统中的分布特点和谐波对电气设备的作用程度。介绍了一种基于新型换流变压器的直流输电系统及其采用的感应滤波技术,建立了采用新型换流变压器及其感应滤波系统和采用传统换流变压器及其交流无源滤波系统时表征直流输电系统谐波特性的数学模型,并从理论上对比分析了2种滤波技术对直流输电系统谐波特性的影响,表明感应滤波技术能在阀侧绕组有效实现谐波屏蔽,从而避免传统滤波方式在网侧实施谐波抑制给换流变压器带来的不利影响。通过动模试验验证了理论分析的正确性。     

智能型JB柜中配电变压器集成滤波电抗器的应用研究

一体化智能型JB柜电力电子装置能够对无功、不平衡、谐波等多种电能质量问题进行有效治理。针对一体化智能型JB柜物理空间有限且滤波装置中的空心电抗器体积较大的问题,提出一种将滤波空心电抗器集成于配电变压器的方案,并将其应用于JB柜中,可减小装备的占地面积,同时也提高了一体化智能型JB柜的集成度。对配电变压器集成滤波电抗器的绕组结构布置、电磁解耦电路、集成滤波电抗器的电感值计算方法进行详细介绍,并对该新型配电变压器进行三维有限元建模及仿真。结果表明,集成滤波空心电抗器与变压器绕组之间具有良好的低耦合度和高解耦度,计算所得滤波电抗器的电感值偏差在国家标准允许的范围内,验证了集成滤波电抗器配电变压器模型的正确性。     

变压器集成滤波装置紧凑化设计方法

提出一种采用紧凑设计方法的变压器集成滤波装置，并基于该滤波装置构建新型12脉波供电系统，该新型供电系统具备电气装备高集成度和高质高效供电的显著特点，适合于船舶电力推进系统或城市轨道牵引供电系统等设备安装空间受限和对电能质量有较高要求的场合。首先，介绍电抗集成型感应滤波变压器及其构建的供电系统，建立简化电路模型，揭示该装置的滤波机制和阻抗约束条件；其次，兼顾绕组阻抗约束和变压器尺寸优化，在近似零阻抗范围内搜寻，并确定变压器最小径向尺寸；然后，通过分析集成电抗感值计算方法，给出其感值分布区间；最后，试制滤波装置样机，实验测试说明理论分析的可行性和有效性。     

新型自耦感应谐波屏蔽电力变压器的通用模型及谐波模型

针对大功率电力电子变流系统的谐波抑制与无功补偿要求,提出了一类新颖的自耦感应谐波屏蔽变压器及相关的感应滤波技术.分析了由变压器绕组及配套调谐装置所构成的谐波模型,并建立了相应的谐波等效电路模型.在此基础上,通过详细的理论推导阐释了变压器感应滤波技术的工作机理,得出了将谐波屏蔽于变压器二次侧绕组所需要满足的变压器阻抗条件...     

一种改进型感应滤波高压直流输电系统及其谐波传递特性分析

提出了一种具有特殊接线方案的改进型感应滤波高压直流输电系统,其2个换流变压器的公共绕组并联后接1套全调谐感应滤波器组,且滤波器组中不含有5、7次滤波器,仅为11、13次双调谐滤波器,大幅减少了滤波器和开关等设备的投入。分析了改进型感应滤波高压直流输电系统的谐波传递特性,分析结果表明此系统同样能够有效地将谐波电流屏蔽于换流变压器的阀侧绕组,减小网侧绕组的谐波电流。最后对一背靠背的12脉波改进型感应滤波直流输电系统试验平台进行试验测试,测试结果验证了理论分析的正确性,说明了改进型感应滤波直流输电系统的可行性。     

基于感应滤波的大功率整流系统原理分析及综合节能设计

针对现有大功率工业晶闸管整流系统谐波污染严重和损耗大的现状,提出了一种基于感应滤波的新型绿色节能直流供电系统。该直流系统以新型整流变压器为核心,通过滤波绕组及外接LC全调谐支路构成谐波抑制回路,实现就近的谐波抑制和无功功率补偿。不同于传统的无源和有源滤波技术,该滤波方案能大大降低变压器铁心的谐波磁通,具有良好的滤波和节能效果。本文在滤波原理分析的基础上,从综合节能的角度,在系统及其关键部件的节能设计、谐波就近抑制节能以及无功功率就近补偿节能三个方面对新型直流供电系统的节能进行综合设计和分析。工程实例证明了其具有良好的谐波抑制和节能效果。     

电解铝用高效感应滤波整流供电系统分析

电解铝整流供电系统会产生大量的谐波与无功,不仅造成严重的电能质量问题,同时影响系统的运行效率。针对电解铝整流供电系统供电电压高、容量超大、整流变压器阀侧绕组电压低电流超大等特点,提出了一种适用于电解铝的新型感应滤波整流供电系统。相比传统整流供电系统,新系统在改善电能质量的同时,能够有效地缩短谐波及无功的流通路径,从而达到节能降耗的目的。新系统具有特殊的拓扑结构,并且为实现感应滤波技术,整流变压器的滤波绕组等值漏阻抗设计为零。理论分析了新系统的谐波传递特性和无功补偿特性。给出了样机试验分析,测试结果验证了理论分析的正确性,说明新型电解铝整流供电系统在谐波抑制、无功补偿以及节能等方面所具有的优势。     

基于感应滤波的工业整流系统潜在谐波放大及防治措施

在高耗能企业中采用12脉波感应滤波技术能有效治理谐波、低功率因数等电能质量问题。但在实际工程应用中,由于系统阻抗参数波动以及变压器、感应滤波装置参数匹配、设计不当等原因,产生低次谐波电流放大的现象,导致感应滤波系统的滤波性能受到影响,严重时会威胁整个感应滤波系统的安全运行。本文从理论上分析了谐波放大现象的机理,建立了系统谐波作用的数学模型,给出了在变压器滤波绕组侧采取混合有源滤波或对无源滤波装置优化设计两种防治谐波放大的方案。该方案在某电解铝企业得到了应用,有效解决了低次谐波放大现象,仿真及工程现场运行验证了理论分析的正确性。     

阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器

针对高压交流电力系统,提出一种基于阻抗可控的并联混合型有源电力滤波器新原理。通过电力电子变换器的控制,使得并联变压器呈现可控的阻抗。它始终对谐波呈现近似为零的低阻抗,从而输导系统中的谐波电流,流入并联变压器支路;同时对基波呈现连续无级可调的电抗,与无源电力滤波器相结合,实时补偿系统的无功功率。为满足有源电力滤波器大容量的工程需要,并联变压器采用二次侧多补偿绕组的结构。提出一种适合该滤波原理的指令电流运算方法。仿真结果表明此滤波新方案具有良好的谐波抑制和无功功率补偿的性能。     

新型换流变压器的谐波电流分析与计算

介绍了一种新型换流变压器,利用新型换流变压器绕组接线的特点,提出了一种全新的滤波和无功补偿方案。简要分析了新型换流变压器谐波屏蔽原理。针对高压直流输电系统中谐波分布的特点,对基于新型换流变压器的直流输电系统中绕组及滤波支路谐波电流进行了详细的分析计算,通过对比仿真结果,表明了谐波电流理论分析计算的正确性,为新型换流变压器绕组线规的选择及滤波器参数设计提供了科学数据。     

一种具有滤波功能的磁集成式10kV箱式变电站

针对低压配电网谐波污染问题,提出了一种具有滤波功能的磁集成式10k V箱式变电站。并且为解决空心电抗器和铁心电抗器的不足之处,设计了一种适用于箱式变电站的滤波电抗器,其集成于配电变压器之中,由匝数相等的两段线圈反向串联连接而成,具有线性度好、体积小以及噪声低等优点。首先介绍了具有滤波功能的10k V箱式变电站的详细方案设计;其次分析了滤波电抗器与变压器绕组之间以及不同滤波电抗器之间的退耦技术;另外推理证明了滤波电抗器具有漏电感特性;最后对一台300k V·A的试验样机进行测试,测试结果表明集成式滤波电抗器具有良好的线性度以及低耦合度,验证了新型10k V箱式变电站良好的滤波效果。