变压器式可控电抗器谐波系数定义与其控制级数的关系

变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)的控制级数由功率递增系数确定,而谐波系数又决定着功率递增系数。定义了3种谐波系数,并定量分析了3种定义下的谐波系数与其控制级数之间的关系,给出了计算公式;进行了比较分析和算例计算。结果表明,在满足谐波电流有效值要求的前提下,分别由3种谐波系数定义计算的CRT控制级数依次减少,大谐波电流有效值依次增大;并指出,从谐波电流有效值来看,由第1种谐波系数定义计算会导致过多的控制级数,是不合理的,而由第3种谐波系数定义计算的控制级数少,是合理的。论文工作为简化CRT结构奠定了理论基础,也为类似电气设备设计和谐波分析提供了参考。     

不同工作模式下基于谐波电流有效值分级标准的CRT参数设计

控制绕组级数的减少对于提高变压器式可控电抗器(CRT)的工作效率、降低设计制造难度具有重要意义。基于国标GB/T 14549—93对谐波电流的要求,提出了更经济的CRT谐波电流有效值分级标准,在此基础上分析了3种典型单支路工作模式下控制绕组电流、控制绕组级数、谐波电流之间的关系,并以谐波电流为约束条件对CRT不同工作模式下的控制绕组级数和各级电流等参数进行设计,同时对3种工作模式的控制绕组级数大小进行比较分析。算例计算结果表明:在基于谐波电流有效值分级标准对CRT控制绕组参数进行设计时,控制绕组级数与第1级控制绕组电流、最大k次谐波电流和工作模式相关,不同工作模式下控制绕组级数不同,但注入电网的谐波电流均能满足要求,且第1级控制绕组电流分配相差不大时,固定单支路工作模式下谐波电流最小。     

多并联支路型可控电抗器支路参数计算

支路电抗、电流和功率等参数的计算是多并联支路型可控电抗器分析设计的关键.文章详细阐述了顺次单支路工作模式,并给出了在已知最大谐波系数要求的条件下,支路个数和各支路容量的计算公式.根据顺次单支路工作模式各支路依次短路的特点,应用递推算法求解得到了支路电抗值的计算方法,由此得到了支路电压、电流和功率的计算公式,并指出为了简化设计和提高效率,应该使降压变压器的主绕组和控制绕组之间的短路阻抗尽量小.     

混合变压器式可控电抗器及其仿真

为满足谐波要求,传统的变压器式可调电抗器(Controllable Shunt Reactor of Transformer Type,CSRT)在轻载时存在一段不可调的死区.针对这一缺点,提出了混合变压器式可控电抗器(Hybrid CSRT,HCSRT),它采用电压源型逆变器代替了CSRT中的反并联晶闸管来控制调节绕组的输出,通过合理设置各控制绕组的容量,N个控制绕组的HCSRT可以实现2N级分级平滑调节.在此基础上,进一步提出了同时具有容性和感性无功补偿能力的混合变压器式静止无功补偿器.理论分析和数字仿真表明HCSRT和混合变压器式静止无功补偿器具有响应速度快、调节范围广、谐波污染小及性价比好等优点.     

双绕组变压器谐波传递特性研究

随着电力系统中电能质量交叉耦合问题日趋复杂,研究谐波经变压器的传递特性具有重要意义。本文从双绕组变压器的等效谐波模型出发,以谐波电压系数、谐波电流系数作为衡量谐波传递规律的依据,分别研究了谐波电压源、谐波电流源经双绕组变压器在不同负载率、不同功率因数和不同短路容量下的传递特性,为实际系统的变压器选型以及滤波器装置设计与投运提供理论指导。     

基于Matlab中FFT函数的电力谐波分析方法

对电力系统谐波电压（或电流）进行了仔细分析，得出基于连续信号傅立叶级数的各次谐波系数的计算公式，并推导了该计算公式与Matlab函数FFT计算出的谐波系数的关系，实例分析证明了基于连续信号傅立叶级数的谐波系数计算公式及其与FFT所计算出系数关系的正确性。     

混合变压器式可控电抗器及其仿真

为满足谐波要求,传统的变压器式可调电抗器(ControllableShuntReactorofTransformerType, CSRT)在轻载时存在一段不可调的死区。针对这一缺点,提出了混合变压器式可控电抗器(HybridCSRT, HCSRT),它采用电压源型逆变器代替了CSRT中的反并联晶闸管来控制调节绕组的输出,通过合理设置各控制绕组的容量,N个控制绕组的HCSRT可以实现2N级分级平滑调节。在此基础上,进一步提出了同时具有容性和感性无功补偿能力的混合变压器式静止无功补偿器。理论分析和数字仿真表明     

单相变压器直流偏磁试验与仿真

6台单相变压器组成三相组式变压器，分别对变压器开路、低功率三相四线制对称负载、低功率三相四线制不对称负载、低功率三相三线制不对称负载和额定功率下三相四线制对称负载5种情况下的变压器一次绕组电流、一次和二次绕组电压就不同直流入侵情况下进行了测量。研究变压器以上5种工作状态下，直流入侵导致的励磁电流和一次绕组电流畸变和谐波分布、一次绕组电流峰值和各次谐波与直流电流的关系曲线、不同运行方式对直流偏磁的影响。试验发现，变压器直流偏磁将导致空载电流畸变，空载电流峰值及各次谐波随直流电流的增加直线上升。谐波阶次越低，增加速度越快。变压器负载情况下，功率越大，奇次谐波随直流的变化增加速度越慢，偶次谐波增长速度基本不受负载的影响。利用非线性磁滞回线与励磁电流波形的关系，对试验模型进行了仿真计算，同时得到了变压器铁心无直流偏磁和有直流偏磁下的磁滞回线。计算模型建立在Jiles-Atherton理论基础上，计算与试验吻合较好，验证了变压器非线性模型的有效性和正确性。     

变压器式可控并联高压电抗器的稳态建模

详细讨论了变压器式可控并联高压电抗器(CSRT)的工作原理,深入分析了CSRT各低压控制绕组之间的耦合关系,并在此基础上建立了CSRT等值阻抗的稳态数学模型,该模型仅含有实验易获取的变压器漏抗参数。利用本文的数学模型,计算了某变压器式可控并联高压电抗器等值电抗与触发角、控制绕组数的定量表达关系,验证了CSRT电抗可连续调节的特性。另外,从实际超高压电网的可控高抗工程应用角度,分析了特殊故障引起安控动作之后轻载运行电压高的问题,并研究了可控高抗投入对系统母线电压水平和关键断面传输功率的影响。     

谐波电流作用下变压器损耗及绝缘寿命的计算

谐波电流通常会对变压器造成损耗增加、温度升高、绝缘寿命缩短等不良影响。在分析谐波电流作用下集肤效应对变压器绕组电阻影响的基础上,定义了绕组电阻谐波损耗因子,利用谐波损耗因子计算变压器损耗。修正了热点温度计算公式,基于绝缘等值老化模型计算谐波电流导致的变压器绝缘寿命损失。最后,建立了六脉波整流仿真模型,验证了谐波损耗计算方法的准确性和谐波电流导致绝缘寿命损失计算的重要性。     

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。     

新型换流变压器在地铁供电中的应用

针对城轨交通供电系统的传统换流站产生的谐波和无功功率由变压器绕组注入交流网侧,既增大变压器制造成本,又产生噪音问题,提出了一种具有内部三角形绕组的自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器,它将传统无功补偿装置移至绕组内部且公共绕组的等效短路阻抗为零阻抗设计,使二次侧各种谐波源无法进入高压网络,有效抑制了供电系统中的谐波成分,从而具备自耦补偿和谐波屏蔽功能。对比传统的轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器,分析新型换流变压器的谐波电流后计算出了变压器网侧电流特征谐波。新型换流变压器可以进一步减小网侧特征谐波,且解决了传统的轴向双分裂式12脉波牵引整流变压器副边匝比问题。     

变压器发生直流偏磁时的谐波分析和治理

介绍了一种计算变压器直流偏磁时绕组励磁电流的数学模型,对励磁电流进行傅立叶变换后。计算得到各次谐波分量。对单相交流变压器绕组流过不同直流电流时变压器绕组的励磁电流各次谐波分量的含量和变化规律进行仿真研究,并探讨优化选择500kV变压器低压侧无功补偿电容器组参数配置的原则．有效吸收变压器产生的谐波,防止无功补偿设备发生谐波放大而损坏电容器设备。     

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     

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。     

新型直流输电系统故障恢复特性

为了解不同无功补偿方式对交流系统强度的不同影响度,提出了一种自耦补偿与谐波屏蔽的新型换流变压器,其结构特点在于换流变压器阀侧角接三角形绕组端部引出抽头接辅助滤波兼无功补偿装置,有效的将谐波抑制于阀侧并部分的补偿换流器所消耗的无功功率,在此基础上建立了一种新型的直流输电系统。对新系统和目前广泛使用的无功补偿设备在HVDC故障恢复过程中作用的仿真分析结果表明,新型换流变压器能够增强交流系统,故障切除后HVDC可以较快的恢复,提高了输电系统运行的安全稳定性。     

高频开关电源功率变压器线圈优化设计技术

高频开关电源功率变压器线圈优化设计技术能有效减小变压器损耗以及尺寸,提高开关电源功率密度。通过线圈电流谐波分解及电磁场涡流方程,建立了高频功率变压器的一维涡流损耗模型,并应用于开关波形激励的高频功率变压器线圈,特别是里兹线线圈的优化设计。一个应用于输出双半波整流电路的中间抽头变压器线圈设计实验验证了优化设计的有效性。     

新型DT-STATCOM原理分析与结构设计

提出一种新颖配电变压器一体化静止同步补偿装置(DT-STATCOM)的设计思想和方法:基于功率平衡原理,将STATCOM从变压器高压绕组抽头接入,充分利用配电变压器的富余容量来补偿系统所需的无功功率。阐述了DT-STATCOM系统无功补偿的理论基础,提出了多种DT-STATCOM系统结构。针对Dyn型变压器,重点研究了变压器高压绕组多抽头DT-STATCOM系统结构,分析了该结构对变压器绕组电流分布的影响,选择了合适的抽头电压等级。仿真结果表明,DT-STATCOM系统结构具有很好的无功功率补偿性能。     

The effect of geomagnetically induced currents on the thermal conditions of power transformers

Methods to calculate the thermal processes and temperature of the most heated points of the tank and windings of a power transformer in conditions of flow of geomagnetically induced currents in grounded windings are developed. Dependences of additional loss in the tank and windings are obtained for a TRDN-63000/115/6.3/6.3 power transformer. It is shown that additional losses in power transformer windings are caused by the geomagnetically induced currents and depend on the first and nth harmonic components of magnetizing current, as well as on the load factor of a power transformer. The dependences of excess temperature of the most heated points of windings over ambient temperature on the geomagnetically induced current and load factor are determined. It is found that the excess temperature of the most heated point of winding over ambient temperature is also affected by the total additional loss of active power in the tank caused by the eddy currents at a geomagnetic storm. The acceptable load capacity of power transformers in geomagnetic storms with different intensities is determined in dependence on the ambient temperature. An increase in the load capacity of power transformers above set values in geomagnetic storms can lead to overheating of transformer windings and triggering of transformer gas protection, which will cause an electric power system to malfunction.     

基于换流变压器高压直流输电系统建模与仿真

本文提出了一种自耦补偿与谐波屏蔽的新型换流变压器,阐述了新型换流变压器的接线方案和谐波抑制机理;建立了新型换流变压器谐波模型,分析了绕组的谐波电流,推导出使新型换流变压器网侧绕组谐波电流为零的条件。最后针对具体的新型高压直流输电平台模型给出了滤波装置设计实例,分析仿真计算结果表明,本文提出的新型换流变压器原理正确,参数选择合理,滤波效果好,总谐波含量小,在谐波治理方面实现了新突破,具有良好的应用前景。