电气铁道三类牵引变压器输入电力系统的不平衡谐波分析

本文通过对电气铁道了Y/Δ-11和V/V牵引变压器三相不对称运行和T接(scott)牵引变压器两相负荷不平衡运行的谐波分析,提出了电气铁道输入电力系统不平衡谐波的序谐波和线谐波电流概念并对上述3种牵引变压器进行了计算。(输入系统的负序(基波)电流用谐波电流统一公式计算)。讨论了各次线谐波和序谐波电流以及负序(基波)电流随供电臂机车电流的变化规律。 文中对上述3种牵引变压器输入系统各次谐波电流的特点和负序(基波)电流的大小作了比较。并将国内外其它几种牵引变压器等效为上述Y/Δ-11或T接牵引变压器,以便利用所述公式计算它们输入电力系统的不平衡谐波。     

基于平衡变压器的电流平衡补偿方法

针对平衡变压器平衡供电的特点,提出了一种利用逆变器对三相变两相供电方式下的电流负序分量进行综合平衡补偿的新方法.该方法的整体结构由交-直-交单相逆变器与平衡变压器两相侧并联组成,以抑制和补偿各相的谐波电流和无功分量;并实时检测α、β两相负载电流的有功分量之差,利用逆变器的桥接结构实现有功功率在两相间快速流动.从而使平衡变压器两相侧的输出电流对称,消除平衡变压器三相侧产生负序电流的条件,达到三相电流对称的目的.仿真和实验结果证明了该方法的正确性,具有可行性.     

牵引负荷产生负序电流的比较及计算

从设计计算上分析了电气化铁道供电变压器的负序电流．Ｙ／△－１１牵引变压器高压侧接入系统采用相序循环可以减少负序电流。针对每个牵引站而言，其负序电流的大小（模值）与相序无关二平衡变压器低压侧单臂供电时，负序电流大小与Ｙ／△－１１牵引变压器相同，双臂供电时，负序电流大小与两臂供电电流的差值成正比，当两臂供电电流相等时，负序电流最小。而Ｙ／△－１１牵引变压器只有在一臂电流是另一臂电流０．５倍时负序电流最小、并用计算机对牵引负荷产生的负序电流在电力系统中的分布作出计算。     

用相量图分析电气化铁道供电系统相序电流和电压的关系

电气化铁路的电力机车是流动性的单相整流负荷,使得电力系统中的负序电流不断增大,为尽量减少单相工频牵引负荷的不平衡对电力系统的影响,牵引变电所及接触网的联结方式,应该使各相负荷趋近平衡,这样的结线方式有多种。本文就电气化铁道牵引网的供电系统为 BT 供电方式,牵引变压器为 Y/△—11的普通三相变压器,用对称分量法和相量图法定性分析其所产生的基波负序电流分量。     

牵引供电系统对电力系统影响的分析

为了分析牵引负荷对流入电力系统谐波和负序分量的影响,对典型的阻抗匹配平衡牵引变压器接线方式进行了研究。以牵引供电系统的数学模型和基于PSCAD/EMTDC的仿真模型为手段,测出牵引变压器的正序电流、负序电流和电压不平衡度三个参数值,将仿真得到的参数与变压器数学模型计算参数对比,证明在PSCAD平台上建模具有可行性。最后,根据仿真模型确定系统公共连接点处的谐波畸变和负序分量情况,并提出相应的改进措施。     

电气化铁道输入电力系统谐波电流的计算方法

本文以BT方式供电的Y/△—11接线牵引交电所为例,得出了主变压器高低压侧对于不合零序分量的任一次(n次)谐波、三相谐波电流的复数有效值之和为零的结论。推导出包括基波在内的n次谐波电流及其正负序谐波分量值等一系列简化计算公式。     

一种改进的三相电路谐波和负序电流检测方法研究

为精确检测三相电路的谐波和负序电流，提出了一种改进的谐波和负序电流检测方法。该方法通过基滤提取和正序分量分解得三相正序基波电流，由三相电流减去正序基波电流得到谐波和负序电流，文中详细地介绍了基波提取单元的工作原理，仿真与实验表明该检测方法能精确地从三相畸变电流中检测出谐波和负序电流。     

双级式柔性消弧变换器网侧电流控制策略

对于双级式柔性消弧变换器,前级三相整流器网侧电流存在3次谐波分量和负序分量,严重影响供电电源质量.结合柔性消弧变换器的拓扑结构,对单相逆变器输出侧低频脉动分量、三相整流器网侧电流3次谐波分量和负序分量产生机理进行分析.通过指定次正、负序旋转坐标变换,提取网侧电流对应谐波分量的直流量,利用比例积分(PI)控制器实现精确调...     

220kV武广牵引线运行的理论建模与问题探讨

以电力系统相序、线性代数分析为基础,通过对牵引线路和变压器的数学运算,获得牵引变压器和牵引负荷的电压变换,阻抗及电流变换(统称为系统变换的等值电路模型)。并进行故障分析及负序和谐波的计算,评估其对电力系统的影响。     

计及Scott牵引变压器的短路计算方法研究

根据Scott接线牵引变压器原、副边电压电流关系,采用相序变换技术,推导出用于故障计算的Scott接线牵引变压器序网通用模型.在Scott接线牵引变压器侧发生不同的短路故障时,应用通用模型计算各序电流分量,进而导出三相系统中的各相电流.最后应用相分量法验证该方法的实用性和准确性.为基于对称分量法计及Scott接线牵引变压器短路计算的计算机算法提供理论依据.     

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。     

Y/>/（△）平衡变压器运行特性分析与模型试验

该文分析了Y/>/(△)平衡变压器的接线原理,论证了该变压器在不同运行工况时两侧电流的映射关系,在此基础上对该变压器的模型进行了全面的试验验证.试验结果表明:该变压器的理论分析正确,模型的参数和结构设计合理,工艺易于实现;当负荷大范围变化时,原方三相系统的对称性好,副方任一相的输出电压几乎不受另一相负荷变化的影响,抑制负序分量的能力强.应用于电气化铁道做牵引供电变压器时,不仅能较好抑制负序电流对电力系统的影响,而且能提高牵引网的电压水平,有利于电力机车的安全稳定运行.     

Y/>/平衡变压器运行特性分析与模型试验

该文分析了Y/>/平衡变压器的接线原理,论证了该变压器在不同运行工况时两侧电流的映射关系,在此基础上对该变压器的模型进行了全面的试验验证。试验结果表明:该变压器的理论分析正确,模型的参数和结构设计合理,工艺易于实现;当负荷大范围变化时,原方三相系统的对称性好,副方任一相的输出电压几乎不受另一相负荷变化的影响,抑制负序分量的能力强。应用于电气化铁道做牵引供电变压器时,不仅能较好抑制负序电流对电力系统的影响,而且能提高牵引网的电压水平,有利于电力机车的安全稳定运行。     

考虑电能质量优化的MMC-SST输入级控制策略

针对配电网中固态变压器（SST）网侧电压三相不平衡以及谐波污染时,电流负序分量激增影响网侧电流波形质量进而危及系统正常运行等问题,在SST输入级提出了一种可有效抑制电流负序分量的新型双序控制策略。文中首先介绍了模块化多电平变换器型固态变压器（MMC-SST）的运行原理及输入级数学模型,采用改进型二阶广义积分—正交信号发生器（SOGI-QSG）对网侧电压、电流等电气量进行正、负序分量的分离与提取,通过引入正交中间变量建立了比例复数积分（PCI）控制器的数学模型,并且在两相静止坐标系中的正、负序模型下提出了一种基于PCI的新型双序控制策略,对网侧电流的正、负序分量进行分序控制。最后,在MATLAB/SIMULINK中搭建了MMC-SST的仿真系统,并与传统的PI控制、改进的PI双序控制进行对比分析,结果验证了所提双序控制策略的可行性与优越性。     

电铁牵引变电站接人电力系统谐波和负序分析

通过某电气铁道工程牵引变电站接入电力系统谐波和负序(基波)的计算分析,介绍了电气铁道牵引站产生并注入系统的谐波电流和引起的三相电压不平衡度的计算方法.针对该电气化铁道工程设计中采用三相变压器或单相变压器的不同方案,对电气铁道牵引站产生并注入系统的谐波电流和引起的三相电压不平衡度进行了计算分析.     

电网不平衡时双馈感应发电机定子负序和谐波电流抑制方法

电网电压不平衡时,若采用传统的电网电压定向矢量控制策略,双馈感应发电机(DFIG)定子侧除基波正序和负序电流外,还会产生相位互差120°的非零序三次谐波电流分量,不对称电流会加重电机绕组发热程度,影响双馈机组供电质量。为了抑制定子电流负序和非零序三次谐波分量,首先,详细分析了电网不平衡时,DFIG定子绕组负序和非零序三次谐波电流产生的原因;然后,建立了DFIG在负序和三次谐波同步旋转轴系下的数学模型,进而提出了引入负序和三次谐波控制的改进控制策略;最后,进行了仿真和实验研究,其结果与理论分析相一致,并且验证了所提改进控制策略能够有效抑制定子负序和非零序三次谐波电流分量。     

电铁牵引变电站接入电力系统谐波和负序分析

通过某电气铁道工程牵引变电站接入电力系统谐波和负序（基波）的计算分析,介绍了电气铁道牵引站产生并注入系统的谐波电流和引起的三相电压不平衡度的计算方法。针对该电气化铁道工程设计中采用三相变压器或单相变压器的不同方案,对电气铁道牵引站产生并注入系统的谐波电流和引起的三相电压不平衡度进行了计算分析。     

变压器技术问答(20)

9.18变压器特殊试验项目中的零序阻抗测量、声级测量和空载电流谐波测量是怎样进行的?(1)三相变压器零序阻抗测量计算三相对称短路电流时,可以利用变压器的短路阻抗求得,必要时应按系统短路容量将发电机和输电线路阻抗计入。但计算单相短路电流时,无论是一相与另一相之间的短路,还是一相与中性点(或地)间的短路都要按正序阻抗、负序阻抗或零序阻抗计算单相短路电流。就变压器而言,正序阻抗和负序     

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。     

同相牵引供电系统的补偿原理及再生制动特性

由平衡变压器和综合潮流控制器(integrated power flow controller,IPFC)组合构成的同相牵引供电系统可解决负序电流、谐波电流、无功电流的补偿及电分相方面存在的问题,分析了该供电系统的补偿原理,比较了牵引和再生制动状态同相牵引供电系统对电力系统供电质量的影响,指出制动状态下IPFC可在不改变控制策略的情况下将能量平衡地回馈到三相电网,节约电能。仿真结果验证了同相牵引供电方案的正确性。