一种基于平衡变压器的单相/三相供电方法

提出了一种新的基于Y/＞/D型平衡变压器的单相变三相供电方法.其原理是将单相电源分成并联的两条支路:一条直接接入平衡变压器一次侧α相,另一条经变流器移相成与之正交的β相,使其符合平衡变压器两相变三相的平衡变换条件,从而在二次侧获得三相对称电压.与单相变三相变流器相比,在同等负载条件下,该方法的变流器部分只需承受总负载的一半,因而更经济.最后,仿真实验证明了该方法的可行性和实用性.     

一种新的单相变三相高功率因数供电方式

提出了一种基于平衡变压器的单相变三相电源转换供电方式。该方式将单相输入交流电压通过变流器分出幅值相等、相位正交的另一相(β相)电压,与输入电压(α相)组成两相正交电压,经两相-三相平衡变压器转换为三相对称电压对三相负荷供电。提出了一种PWM整流器控制策略,在供给β相有功电流同时补偿α相的谐波电流,抑制当三相负荷为非线性时所产生的谐波电流,使总的输入电流具有高功率因数和良好的正弦波形。在向同一负载供电时,该方式比传统的单相变三相变流器用到的功率器件更少,承受的功率更小。仿真结果证明了该供电方式结构及其控制策略的正确性和可行性。     

电气化铁道异相供电方式向同相供电方式的转换

基于原牵引变电所的结构和接线,增设断路器和变流器.通过闭合和开断断路器,使牵引网电压相位一致,实现异相供电向同相供电的转换;变流器作为平衡变换装置,当端口接线角相差±90°时,采用背靠背单相变流器,相差±120°时,根据接线形式分别采用三桥三端子或三桥四端子变流器;根据所给出的补偿电流公式,不同的平衡变换装置均可输出期望的补偿电流,解决同相供电方式带来的负序电流叠加问题.仿真结果表明,平衡装置投入后,电力系统三相电流为对称的纯正弦基波波形与高频调制波形的叠加,是与电压同相位的正弦波.     

一种非全容量不断电过分相装置控制策略研究

电气化铁道牵引区段一般采用分段换相供电方式,为防止相间短路必须在各独立供电区之间建立分相区,称为电分相。为了解决传统过分相方案中变流器容量大、成本高,电力机车存在供电死区及不具备负序与无功电流补偿能力的问题,该文提出一种新型柔性不断电过分相方案。通过改变中性段变流器输出电压,使中性段电压可在两个供电臂之间柔性过渡,消除机车的供电死区,实现电力机车不断电过分相。此外,所提出的方案中性段采用逆变器与变压器串联的方式供电,可降低变流器容量,在一定程度上减小系统成本,同时中性段变流器整流侧采用三相拓扑,还可对移相过程中网侧存在的负序电流和无功电流进行部分补偿,不需要投切开关就可工作在铁路功率调节器模式。最后,通过原理样机平台对提出控制策略的可行性与有效性进行实验验证。     

基于平衡变压器的三相-单相对称供电条件研究及参数匹配

提出一种在平衡变压器三相变两相的基础上,根据移相原理匹配以无功补偿元件,实现三相系统对单相负荷平衡供电的三相-单相对称供电方式。该供电方式利用平衡变压器输出两相电压的正交特性,从而简化了匹配元件的计算;讨论了其三相-单相变换的拓扑结构,针对纯阻性、阻感性、阻容性3种不同性质的负荷提出了3种不同的接线方式及其匹配元件参数的计算公式;并对由匹配元件参数的误差和负荷在一定范围内变化所引起的三相侧电流负序分量增大情况进行了分析,给出了抑制此负序电流的一种解决办法;最后在一台2 kVA的平衡变压器样机上验证了所推计算方法的正确性和实用性。     

储能系统中三相交错式双向DC-DC变流器的仿真研究

针对储能系统中大功率变流器的直流电压变换的需求,采用三相交错式双向DC-DC变流器拓扑结构,有效的弥补了传统单相DC-DC变流器的不足,结合一种移相均流控制策略,能获得较好的电压、电流波形,减小了电池侧输出电流纹波量,并一定程度上保障了电池寿命。最后通过Matlab/SIMULINK平台验证了理论的正确性。     

Yd1三相平衡牵引供电系统及其工作原理

我国传统干线电气化铁路一般采用单相工频25 kV牵引供电制式。为减少单相供电给外部三相电网带来的负序影响,牵引网采用轮换相序的方式沿铁路线布置。但由于机车负载很难时刻保持在牵引网各相序均匀分布,即使牵引网采用轮换相序的方式,仍难以避免给三相电网带来的负序影响。介绍了一种基于三相变压器与四象限变流器拓扑的Yd1三相平衡牵引供电系统,详细推导了其补偿原理,并通过仿真验证了系统方案及补偿原理的可行性。方案采用四象限变流器作为补偿装置,牵引负载功率由变压器和变流器共同提供,因此具有灵活性高、功率效率高等优势。同时,该Yd1三相平衡牵引供电系统结构简单,能很好地适用于机车试验线和检修所的应用场合。     

光伏并网三相电流型多电平变流器拓扑与控制

由于光伏电池具有电流源输出特性,因此电流型变流器非常适合于光伏并网系统。采用多电平结构,具有输出电流波形正弦度好、输出电流控制直接、开关器件电流应力低以及等效开关频率高等优点。提出一种三相电流型多电平变流器光伏并网系统,采用两组光伏电池阵列供电。通过插入一级直流-直流变换电路,实现最大功率点跟踪独立控制。网侧采用一种新型三相电流型多电平变流器,通过移植电压型多电平变流器的PD-PWM技术,有效减小入网电流谐波畸变。结合锁相环与功率解耦控制,提出基于电流型多电平变流器的并网控制策略,实现网侧的任意功率因数运行。基于PSIM仿真环境搭建系统模型,仿真结果说明了光伏并网三相电流型多电平变流器拓扑与控制的有效性。     

光伏发电用高增益DC/DC变换器的设计

提出了一种光伏发电用新型高增益DC/DC变换器,将三相变压器的概念应用于该变换器中,通过变压器不同的组合变换,得到最优的高电压增益联接方式。该变换器由三相桥式逆变电路、3个高频变压器和三相桥式整流电路组成,其中变压器一次侧三角型联接,二次侧星型联接。同时,一次侧桥式电路与二次侧三相整流二极管可实现三相交错并联的效果,减小输入电流及输出电流纹波,并使功率器件热分布均衡,提高变换器的可靠性。     

三相变四相电力变压器的差动保护原理

采用三相交四相的电力变压器可以实现四相输电方式，也可以用作电气化铁道的AT供电方式，但这种变压器的差动保护研究未见报道。根据该变压器三相侧与四相侧的电流变换关系，提出了两种简单实用的差动保护接线，并比较分析了这两种接线的优劣，给出了变压器三相侧采用三相电流互感器接成Δ形的差动保护接线方案更优的结论。     

一种新型三相电流型逆变器的研究

提出了一种基于导抗变换器的新型三相电流型逆变器,并对其控制策略作了理论分析、仿真和实验研究.本系统利用导抗变换器的电压源-电流源变换特性,将输入直流电压变换为高频正弦电流,经高频变压器隔离及电流等级变换后进行裂相调制,输出为三相正弦电流.相比于传统的电流型逆变器,采用此方法不仅省去了直流侧电抗器,而且采用高频变压器替代了工频变压器,减小了隔离变压器及输出滤波器的体积,有利于装置的小型化和降低成本.仿真和实验结果证明了该方案的可行性及有效性.     

基于瞬时无功理论和平衡变压器的牵引变电所

针对变电所平衡变压器的特点,结合三相瞬时无功检测理论,提出了一种针对平衡变压器的两相电流瞬时无功检测方法?该方法应用于牵引变电所二次侧两供电臂电流的动态综合补偿,使两臂电流达到平衡,以确保一次侧三相系统侧电流对称,同时可以抑制谐波和无功分量?尤其在两供电臂电流对称的情况下,该检测方法和有功分离检测法或FBD检测法相比,只需1 / 4个电源周期,极大加快了响应速度?其次提出了直流侧电压和两变流器电流的控制策略?仿真结果证明了该检测方法的正确性和实时性?     

基于YNVD平衡变压器的电气化铁路电能质量管理系统

提出了一种基于YNVD平衡变压器的电气化铁路电能质量管理系统。该系统利用YNVD平衡变压器二次三角连接侧可引出三相抽头,连同二次V形连接侧安装的耦合变压器一起为单-三相背靠背变流器提供电气接口。相比于传统用于电气化铁路的背靠背变流器,该系统中使用的三相变流器比传统的单相变流器复杂,但该系统只需要1台耦合变流器,在一定程度上弥补了其不足之处。同时,三相变流器可以在c相桥臂开关发生故障时转变成单相变流器使用以保证系统补偿能力,而且可以在单相变流器故障情况下单独运行以保证系统补偿能力,所以该系统可靠性较高。根据理论分析搭建了MATLAB仿真模型及小容量原理样机,仿真和实验结果均验证了所提系统的有效性。     

基于前馈直流电压补偿的同相供电仿真分析

针对电气化铁路普遍存在电分相及电能质量问题,研究了单相组合式同相供电方案。采用改进的有功电流分离法及积分均值滤波器替代低通滤波器生成指令电流,以提高控制的准确性及动态速度。提出一种补偿式直流电压前馈控制方法,对高压匹配变压器的有功损耗进行补偿,使直流侧电压稳定在参考值。最后对该方案进行了仿真分析,验证了控制策略能够补偿负序、无功和谐波,使系统侧三相电流平衡,满足电能质量的要求。     

低压大电流三相变单相变压器研究

从电磁原理出发，对低电压大电流三相变单相变压器进行了理论研究，得出了这种变压器的电磁关系及保证三相侧电流平衡的方法，试制了一台样机用在代电压电流的电渣重熔炉上。实践证明，这种变压器三相侧电流的不平衡程度可以满足有关规定。     

基于YN-vd接线变压器的新型同相牵引供电系统

提出了由一种YN-vd接线平衡变压器和平衡变换装置BCD(Balance Converting Device)构成的铁道牵引系统同相供电方案.平衡变换装置由2个电压型单相有源滤波器构成,用以补偿负载的无功和谐波电流,以及变压器2个副边绕组的不平衡电流.无论牵引负载的性质及负荷的分布情况如何,经过变换之后,变压器的输入侧都表现为三相对称的纯阻性负载.分析了系统的结构和工作过程,提出了单相有源滤波器的状态优化控制方法.以一列满载运行的机车为对象,进行了供电系统的软件仿真研究,仿真结果证实了系统结构和控制方法的正确性.     

改进型三相V/v牵引变压器及其综合补偿方法

三相V/v变压器在高速铁路中广泛使用。高速电力机车作为单相PWM 负载,在电网产生严重的负序、3 次谐波和频带较宽的高次谐波电流。该文提出由三相三绕组V/v变压器、无源滤波器和三相电压源逆变器(voltage source inverter,VSC)组成的综合补偿系统。三相V/v 变压器带补偿绕组,补偿绕组采用零等值阻抗设计,直接匹配为VSC电压等级,省去两台降压变压器;无源滤波器采用感应滤波技术设计,包括3 次单调谐滤波器和高通滤波器;VSC 仅补偿负序电流,降低了开关频率。详细阐述了系统方案,利用等效电路分析基于感应滤波技术的谐波抑制原理,得出滤波器设计方法,推导负序电流补偿原理,并提出一种新的参考电流检测算法。该算法避免了检测网侧相电压而三相V/v变压器无网侧中性点的矛盾,采用准比例谐振VSC 控制方法,在电网频率波动时仍有良好的电流跟踪效果。仿真与实验结果验证了所提方案和控制方法的正确性。     

风力发电机低电压穿越测试变流器中电流特性分析

对风力发电机变流器数学模型进行了分析,研究低电压穿越期间变流器的电流特性,在低压侧(690 V)设置电压跌落点,得到在不同跌落模式下风机变流器中流过电流的数据,分析可知,电压跌落期间,变流器中流过较大的电流,在跌落开始和结束时电流有效值可达到最大,且两相跌落时变流器中流过的电流有效值比单相和三相跌落时的大。     

风力发电机低电压穿越两种测试方法对比分析

对两种不同的风力发电机低电压穿越测试方法中变流器的冲击电流进行了对比研究,由于风机出口变压器的Δ/Y变换,在中压侧和在低压侧设置电压跌落点对风机的实际影响不同,通过理论分析和实际试验,得知在中压侧测试方法不能模拟高压侧电网两相电压跌落,低压侧测试方法能够较全面模拟高压侧电网电压跌落情况;低压侧测试两相电压跌落时会产生高于三相和单相电压跌落时的不平衡电流,对风机变流器耐流性能要求更高。     

单相配电系统供电模式的研究与应用

阐述单相配电系统的供电模式、应用优势、保护方式、通信方式和潮流分析.根据三相配电模式和单相配电模式下变压器投资、高压线路损耗、变压器空载损耗、负载损耗、低压线路损耗和电压损耗情况,得出单相配电模式比三相配电模式初期投资大,但运行过程中可以降低供电成本和提高供电电压质量的结论.最后,基于单相配电模式的特点提出单相供电模式应注意的问题.