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。     

应用感应滤波原理构建的直流供电系统

提出一种由感应滤波原理构建的直流供电系统,该系统主要由相控6脉波大功率整流桥和感应滤波整流变压器组成。基于超导回路磁链守恒原理,从场的角度描述了感应滤波的工作原理;建立了感应滤波的谐波模型与等值解耦电路模型,从路的角度推导了感应滤波的阻抗条件,说明了滤波回路总阻抗对滤波效果的影响。通过对直流415V,22kA样机系统的现场测试,验证了理论分析的正确性,同时表明,整流变压器铁心中谐波磁通大为降低,主要特征谐波电流大部分在整流变压器的二次侧和滤波侧流动,对网侧而言,滤波效果好、功率因数高,在谐波治理的同时提高了系统运行效率。     

新型高效工业整流机组的运行特性分析

为解决工业整流机组谐波污染严重、功率因数低、损耗高等问题,介绍一种基于感应滤波技术的新型12脉波工业整流机组。相比6脉波感应滤波整流机组,新型12脉波整流机组的结构与关键参数设计较复杂,但其具有集成化高、体积小、造价低等优点。在介绍感应滤波运行原理的基础上,阐述新型12脉波工业整流机组的关键设计,重点推理新型12脉波工业整流机组在谐波抑制、无功补偿等方面的运行特性,概述新型工业整流机组的综合节能特性。最后对新型工业整流机组工程实例进行测试,测试表明,新型工业整流机组具有良好的谐波抑制、无功补偿及节能效果。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

集成电抗型电力感应调控滤波系统

为满足电气装备高功率密度的发展趋势,提出一种集成电抗型电力感应调控滤波系统(controllable inductive power filtering system with integrated reactor,CIPF-IR)。感应滤波技术充分发挥变压器电磁潜能,使谐波电流被屏蔽在变压器低压侧;集成滤波电抗通过将特定变压器绕组与供电绕组功率解耦,实现电气设备的小型化设计。介绍了新型变压器,并获得其电感矩阵;建立CIPF-IR系统的等效电路模型和数学模型,探讨集成电抗耦合度、虚拟阻抗与谐波滤除率之间的关系,揭示了互感对滤波性能影响。对新型变压器样机进行测试,结果表明:集成电抗器具有良好的线性度、与其他绕组耦合度低等特点;CIPF-IR系统能加强感应滤波性能,减少谐波对变压器损耗;集成电抗与感应滤波绕组结合具有可行性和有效性。     

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...     

新型推进变压器在船舶电网谐波抑制中的应用

电力推进船舶电网不同于陆上电网,由于发电容量有限,供电系统相对独立,对非线性负荷的抗干扰能力差。针对传统滤波方法存在的问题,文中提出一种利用新型推进变压器结构实施谐波抑制的新型感应滤波技术,并对推进变压器绕组结构设计、滤波原理进行介绍。对基于新型推进变压器的6相交-直-交推进方式船舶电力系统进行了Simulink仿真,仿真结果验证了文中所提出方案的正确性和可行性。     

高速电气化铁路负序和谐波统一治理方法

针对高速电气化铁路牵引供电系统中的负序、谐波等电能质量问题,提出一种基于变压器感应滤波技术的负序和谐波统一治理方法。该方法利用安匝平衡原理,将感应滤波技术和静止无功发生器(SVG)系统结合起来,前者用于滤除特征次谐波,后者用于补偿负序与残余谐波电流在此基础上,进一步开发了能快速单独检测出基波负序和任意次谐波电流的检测算法。仿真结果表明:所提出的统一治理方法及检测算法的结合可以消除变压器内部负序和谐波磁势,从而使网侧中不合有相应的负序与谐波电流。基于变压器感应滤波技术的治理方案,充分发掘了变压器的潜能和现代电力电子技术的优势,能以较低的成本和较好的效果进行负序电流补偿和谐波抑制。     

新型无源滤波方式综述

电网中的谐波污染日益严重。而传统的无源滤波器和有源滤波器都有自身的缺陷。介绍了目前出现的几种新型无源滤波方式。如基于变压器感应滤波原理的滤波方式、基于移相电抗器的滤波方式、基于可控电抗器的滤波方式和基于串联电抗器的滤波方式,分别描述了这四种方式的滤波机理、接线方式、应用场合和滤波效果。这四种方式较传统无源滤波器都有不同...     

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。     

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。     

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...     

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。     

SVC用TCT型可调电抗器仿真分析

论文介绍了晶闸管控制变压器(thyristor controlled transformer,TCT)型可调电抗器的原理,着重分析了低压绕组为三相四线接法的TCT工作过程及谐波特性。利用电磁暂态仿真软件PSCAD建立仿真模型,模拟装置的工作过程,得到不同触发角度时TCT注入系统电流的谐波特性,为设计该接线方式的TCT提供了重要参考,为进一步设计制造低谐波TCT打下了良好的基础。     

新型直流输电系统中感应滤波技术的影响

新型直流输电系统中感应滤波技术解决了传统直流输电系统只能在网侧滤波的问题,势必对直流输电系统产生重大影响,为此进行了详细研究.简要介绍了直流输电系统换流站的接线方案及感应滤波技术的机理.并在此基础上理论分析得到,新型直流输电系统相对于传统直流输电系统,进入换流变压器网侧绕组的谐波大大减小,换流变压器的振动速度大幅下降,换相角大幅减小.最后,实验验证了理论分析的正确性,表明新型系统具有全面取代传统系统的可能性.     

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。