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。     

星形-三角形联结三相变两相和三相变三相平衡变压器

提出了一种新颖的星形-三角形联结三相变两相和三相变三相平衡变压器.该变压器采用三相三柱铁心结构,一次侧3个绕组构成三相系统,采用星形联结;二次侧5个绕组采用闭合三角形联结,便于三次谐波电流流通,改善了电压波形.从二次侧引出5个接线端子,其中两对或三个端子分别构成两相系统或三相系统.本文阐述了该变压器的基本原理、联结方案和基本方程,导出了一二次绕组的电流关系,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.本变压器绕组结构简单,适合于需要同时供给两相负载和三相负载,如牵引变电所用三相负载,高次谐波抑制或动态无功补偿等应用场合.     

新型不对称接线三相变四相平衡变压器

提出了一种新颖实用的三相绕组接线互不对称的三相变四相平衡变压器。阐述了该变压器的接线方案,采用三相三芯柱式结构,A相芯柱有5个绕组,B相芯柱有3个绕组,C相芯柱有5个绕组但匝数结构与A相不同,三相绕组互不相同。建立了数学模型,推导出一次侧中性点电流的平衡条件并导出了一次侧和二次侧绕组间的电流和电压关系。仿真验证了上述理论推导的正确性和可行性。该新型平衡变压器一次侧中性点可接地,二次侧由双闭合三角形构成3次谐波电流回路,能有效改善电压波形,接线较简单,材料利用率高,综合性能良好,特别适用于电气化铁道自耦变压器(AT)供电方式和四相输电系统,具有良好的应用前景。     

新型不对称接线三相变两相平衡变压器

平衡变压器具有消除零序电流和抑制负序电流的重要功能。不同于现有的平衡变压器两相或三相绕组对称结构,提出了一种新型三相绕组互不对称接线的平衡变压器。阐述了该变压器的基本原理和接线方案,并建立数学模型。在此基础上,得出一次侧和二次侧绕组的电流关系,导出了一次侧中性点电流为零时的平衡条件和两相解耦条件。该变压器具有满足平衡条件后两相自然解耦的优点。通过仿真分析和1kW模型机实验,证明了理论分析的正确性和可行性。该变压器采用三相三柱式通用铁心,每相仅2~3个绕组,绕组和铁心结构简单,材料利用率高;同时两相系统中有公共点和3次谐波电流流通的回路,综合性能良好,适合于作为电气化铁道牵引变压器等需要两相或单相电源供电的应用场合。     

三相变四相变压器及其差动保护接线方案探讨

概括介绍了三相三柱式三相交四相变压器和四相四柱式三相变四相变压器。在分析两种不同铁心结构三相变四相变压器原理的基础上,通过讨论电流变换关系,分别给出两种变压器的差动保护接线方案。所使用的电流变换关系具有一般性。     

新型三相变四相阻抗匹配平衡变压器原理

在已有的三相变两相平衡变压器基础上,从阻抗匹配原理出发提出并讨论了一种新型的三相变四相阻抗匹配平衡变压器。详细分析了四相侧各绕组阻抗匹配关系以及三相侧与四相侧安匝平衡关系,功率平衡关系,电压、电流变换关系等,论证了该新型阻抗匹配平衡变压器在四相侧负载变化时对一次的零序电流没有影响。通过Matlab/Simulink仿真实验验证了三相变四相阻抗匹配平衡变压器原理分析的正确性,表明该新型阻抗匹配平衡变压器能实现三相与四相输变电的平衡对称转换。     

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。     

三相变四相变压器在AT供电系统中的应用研究

给出了三相变四相变压器在电气化铁道AT牵引变电所中的接线形式，针对不同负荷条件下的负序电流进行了计算和分析，以曲线形式描述了三相侧电流不对称度的变化规律，分析了三相变四相变压器在电气化铁路应用中的容量选择问题。与其它牵引变压器相比，三相变四相变压器具有较好的结构和平衡特性，可以用于电气化铁路AT供电。     

三相变四相电力变压器研究

对3种不同的三相变四相电力变压器接线原理及结构特点进行比较并总结了各自的优缺点;建立了3种不同变压器的仿真模型并进行了在不同负荷条件下的仿真实验,比较了3种不同变压器在三相与四相交流电转换过程中的性能特点。研究表明:阻抗匹配三相变四相平衡变压器是利用绕组间的阻抗约束关系实现绕组间电磁关系平衡,绕组间无曲折连接,材料利用率较高,在三相与四相不对称转换过程中具有明显的优越性。     

三相变四相电力变压器的差动保护原理

通过讨论一种特定的三相变四相电力变压器的电流变换矩阵，分析了实现不等相变换变压器差动保护的基本原则。首次构成了三相变四相变压器差动保护的两种典型接线方案，这两种接线方案均适合于所述变压器两侧中性点的接地或不接地运行方式。     

星形-双梯形接线平衡变压器负序及效率分析

由于现有电气化铁道牵引负荷的不对称性,导致电力系统含有大量负序电流,牵引变压器运行效率不高。为了解决上述问题,对星形-双梯形接线三相变两相平衡变压器进行了研究,重点分析其负序特性及效率特性,并在不同负载工况下,探讨一次侧电流不平衡度及变压器运行效率的情况,得出了电流不平衡度为零且变压器运行效率最高的条件。通过MATLAB建模对其负序特性与效率特性进行了仿真研究,结果表明该变压器能抑制负序电流的产生。     

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.     

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。     

变压器三角形绕组中环流的构造方法

由于Y,d接线变压器中三角形（△）侧绕组电流不易测量,使得变压器差动保护中存在电流相位补偿的问题,由此计算出的差流不能很好地反映本相励磁涌流的特征,也限制了基于等效瞬时电感变化的励磁涌流判据的应用范围。文中根据两侧绕组的电压方程,推导出△侧绕组环流与星形（Y）侧零序电压和电流之间的关系,提出了一种用于构造Y,d接线变压器中△侧绕组环流的方法,该方法与Y侧绕组接地方式无关,具有广泛的适用性。仿真与动模实验验证了该方法的正确性与有效性,结果分析表明,该方法有利于等效瞬时电感的计算及相关励磁涌流判据的实施。     

Poynting Vector in High-Temperature Superconducting Transformers with a Separate Excitation Winding

The HTSC transformer with a separate winding for excitation of the mutual magnetic flux is considered; the windings of the transformer are performed of first- or second-generation HTSC wires. The article presents the design and the electrical circuit of the transformer, the equations of electromagnetic balance, and the total resistance of the primary and secondary power windings and the separate excitation winding. The transfer of the electromagnetic field energy is considered in a single-phase HTSC transformer with the separate excitation winding using the Poynting vector. The temporal change in the reactive and active components of the Poynting vector and the decrease in the leakage energy flux of the separate excitation winding are shown, which causes an increase in the critical current density of the HTSC power windings, a decrease in the energy losses in the latter, and an increase the in the specific power of the HTSC transformer.     

A New Converter Transformer and a Corresponding Inductive Filtering Method for HVDC Transmission System

A new converter transformer and an inductive filtering method are presented to solve the existing problems of the traditional converter transformer and the passive filtering method of the high-voltage direct current (HVDC) system. It adopts the ampere-turn balance of the transformer as the filtering mechanism. A tap at the linking point of the prolonged winding and the common winding of the secondary windings is connected with the LC resonance circuit. It can realize the goal that once theharmonic current flowsinto the prolonged winding, the common winding will induct the opposite harmonic current to balance it by the zero impedance design of the common winding and the proper configuration of LC parameters, so there will be no inductive harmonic current in the primary winding. Moreover, the reactive power that the converter needs can be partly compensated in the secondary winding. Simulation results have verified the correctness of the theoretical analysis. The new converter transformer can greatly reduce the harmonic content in the primary winding, loss, and noise generated by harmonics in the transformer, and the difficulty of the transformer's insulation design.     

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。