采用新型换流变压器的直流输电稳态模型

从2个方面分析了用于测试直流输电运行及控制性能的稳态模型(经典模型)存在的不足,提出了采用新型换流变压器的新的直流输电稳态模型,比较了其与经典模型在结构上的差异,阐述了新型换流变压器的设计特点及利用变压器耦合绕组的谐波安匝平衡作为滤波机理的新型滤波方式,并给出了新模型下换流器的稳态方程。通过详细的仿真计算,时比分析了经典模型与新模型各自的仿真结果,验证了所提出模型的正确性及其在抑制谐波与改善系统稳态运行性能方面的优越性。

新型换流变压器绕组电磁力的分析计算

为充分了解新型换流变压器的内部漏磁场分布和各绕组受力情况,基于边单元法建立了新型换流变压器的三维有限元模型,采用非线性求解,精确分析了变压器在稳态和短路条件下的三维漏磁场分布,并获得各绕组两种工况下的轴向和径向漏磁感应强度的分布情况;采用电磁力计算方法分析计算了新型换流变压器在稳态和短路条件下的各绕组的电磁力。该方法可完全避开传统电磁力计算方法的局限性,适用于同心式、交错式和矩形等多种绕组结构,可为变压器的绕组及垫块设计和制造、绕组承受短路的稳态、动态特性分析和绕组故障分析提供科学数据,具有一定的理论和工程应用价值。

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。

基于新型换流变压器的直流输电系统改善换相的机理

基于新型换流变压器的直流输电系统在换流变压器阀侧滤除主要特征谐波,势必会对系统换相特性产生一定的影响。探讨了逆变器换相失败的根本原因,分别建立直流输电系统采用传统换流变压器与新型换流变压器时阀侧线电压的数学模型。在此基础上,分析未接入滤波器和接入滤波器时变压器漏抗及耦合电抗对逆变器换相的影响。结果表明,通过滤波,基于新型换流变压器与基于传统换流变压器的直流输电系统均能消除耦合电抗的不良影响,但前者可大大削弱变压器漏抗的消极作用,后者没有任何削弱,说明基于新型换流变压器的直流输电系统在改善换相方面具有独特的优越性。实验证实了数学模型及理论分析的正确性。

新型换流变压器差动保护原理

要实现新型换流变压器的产业化,制定与新型换流变压器配套的保护方案是重要的前提之一。文中对新型换流变压器的差动保护原理进行了研究。在分析新型换流变压器绕组特殊接线方案和三绕组之间特定匝数比关系的基础上,得出了相应的新型换流变压器两侧电流的变换关系,并据此提出2种差动保护接线方案。针对新型换流变压器正常运行和内外部故障等各种状况,分析和比较了新型换流变压器2种差动保护接线方案的动作特性,从而得出了按一次侧相电流之差构成的差动保护接线方案优于按一次侧相电流构成的差动保护接线方案的结论。文中的研究成果为实际工程中新型换流变压器差动保护接线提供了理论依据。

新型换流变压器及其滤波系统的换相电抗的分析计算

换相电抗是高压直流输电系统中的一项重要技术参数。换流变压器的换相电抗计算常采用单相测量法。考虑到新型换流变压器及其滤波系统的接线方案较为特殊,了解其换相电抗与绕组之间的短路阻抗及阀侧滤波支路的基频阻抗之间的关系,对新型换流变压器的阻抗设计和阀侧无功补偿度的优化配置是十分必要的。为了有效解决换相电抗的对称性问题及阀侧滤波支路参数变化对其换相电抗的影响,本文提出了一种三相测量法,并采用单相及三相测量法对新型换流变压器在不接入和接入阀侧滤波器两种条件下的换相电抗进行计算。结果表明两种方法完全一致,并分析了阀侧滤波支路基频阻抗对系统换相电抗的影响。最后,通过对比理论计算值、仿真结果和实验结果,表明本文换相电抗的计算方法和计算结果是正确的。

感应滤波器对新型换流变压器短路阻抗的影响

换流变压器的短路阻抗是高压直流输电系统中一项重要技术参数。与传统的换流变压器相比,新型换流变压器具有独特的绕组联结方式。本文针对新型换流变压器拓扑结构的特殊性,分别推导阀侧短路阻抗ZK,网侧短路阻抗Zk与滤波器阻抗Zf的数学关系。通过分析短路阻抗和滤波器阻抗的关系,在未投入和投入感应滤波器的情况下,短路阻抗值的变化较小,表明滤波器的阻抗对短路阻抗的影响较小。而通过对比短路阻抗ZK和Zk,可知网侧短路和阀侧短路时得到的短路阻抗值基本上是相等的,说明新型换流变压器的阻抗是对称的。最后通过对理论计算值、仿真结果和实验结果的对比分析,验证了本文理论分析的正确性。

滤波器对新型换流变压器运行参数的影响分析

新型换流变压器及其滤波器具有特殊的绕组接线方案,所以对其运行参数如视在功率、功率因数、网侧电流、负载电压、网侧电流的畸变率等的研究尤为重要。首先建立反映网侧电流和负载电流、负载电压和网侧电压、网侧谐波电流和负载谐波电流关系的数学模型。理论分析表明,未投滤波器时,新型换流变压器跟传统换流变压器的运行参数特性一致;而投滤波器时,新型换流变压器可以有效地降低网侧视在功率,提高网侧功率因数,减少网侧电流、增加负载电压及改善网侧电流的畸变率。最后通过对比理论计算值、仿真结果和实验结果,验证了所推导的新型换流变压器的数学模型的正确性。

新型换流变压器及其滤波系统的数学模型与仿真计算

简要论述了新型换流变压器及其滤波系统的工作原理;从多绕组变压器原理出发,以磁势平衡方程、绕组连接方程、端口输出方程和电压传递方程为基础,推导出该变压器在不接入滤波支路和接入滤波支路两种条件下的数学模型,实验验证该模型正确,为对新系统后续各种研究打下了坚实的基础;对拟建的直流输电研究开发平台在设计参数的基础上,进行了计算机仿真研究,仿真结果表明,新型换流变压器及其滤波系统原理正确,滤波效果好,平台参数选择合理,新系统具有良好的应用前景。

新型换流变压器建模及故障计算

新型换流变压器建模和故障计算是新型换流变压器运行特性研究及继电保护、故障诊断的基础。为改进传统变压器数学模型,采用互感消去法建立了消去互感后的新型换流变压器等值电路,并根据等值电路建立了新型换流变压器数学模型。基于所建立的数学模型,采用拓扑描述串和故障等效处理技术来计算新型换流变压器的各种故障。仿真结果验证了所建立的新型换流变压器模型和故障计算结果的正确性和精确性,能用于解决实际工程中新型换流变压器建模及故障计算问题。

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。

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变压器换相电抗。全新的换相电抗求解方法,不仅可以正确求解新型换流变压器的换相电抗,也适用于传统换流变压器换相电抗的计算;感应滤波技术能够使新型换流变压器换相电抗减少三分之二左右。

新型换流变压器在矿山直流供电系统中的应用

大功率晶闸管直流供电绞车的矿井中,谐波常引发事故,并使整流装置的功率因数降低,抑制谐波、提高功率因数成为整流装置的首要任务。新型整流变压器在传统的变压器绕组结构上新增了第3绕组,其输出端接有的滤波器绕组利用安匝平衡原理可以起到无功补偿和谐波屏蔽作用,它代替传统的整流变压器在整流电源系统中的应用,不仅为无功补偿和谐波屏蔽提供了新的手段,并可降低换流变压器的绝缘设计难度和设计容量,有利于变压器的安全稳定运行和延长使用寿命,具有较好的经济效益。

基于新型换流变压器的直流输电系统阀侧滤波方案的设计

根据基于新型换流变压器的交直流输电系统中谐波抑制和无功补偿新方案,分析计算了谐波电流在新系统下的分布,在此基础上对新建的直流输电实验平台系统阀侧滤波方案进行设计,详细计算了阀侧主要次特征谐波滤波器的设计参数。最后,对新系统下阀侧谐波方案进行仿真,并与传统滤波方案效果进行了对比,结果说明新系统下阀侧滤波方案可有效地将5、7、11和13次谐波抑制于阀侧,大大地降低流窜至交流网侧的谐波含量。

新型换流变压器的差动保护及整定计算

针对新型换流变压器特殊的绕组接线型式,在建立其电流变换矩阵的基础上,提出了新型换流变压器的差动保护接线方案。采用三折线比率制动特性,综合考虑了变压器正常运行时的不平衡电流、电流互感器性能及内部匝间短路时流出电流等影响因素,对新型换流变压器的差动保护整定值进行了计算。最后,以实际新型换流变压器的数据为依据,建立了相应的差动保护方案仿真模型,通过对变压器多种运行状态进行仿真分析,验证了本文提出的保护方案的可行性和整定计算的正确性。

新型换流变压器在矿井电网谐波抑制中的应用研究

消除提升机变流装置的谐波是煤矿电网谐波治理的主要目标。在矿井提升机谐波治理中大多采用无源型滤波器在交流电源侧滤波,由此换流器产生的大量谐波和无功电流通过阀侧绕组后,必然会在网侧绕组中产生一定的谐波和无功电流。为克服这一缺点,采用一种新型的滤波方式,即阀侧绕组采用延边三角形接法,并在中心抽头处接无源滤波器,绕组利用安匝平衡原理可以起到无功补偿和谐波屏蔽作用。它代替传统的换流变压器在整流电源系统中的应用,不仅为无功补偿和谐波屏蔽提供了新的手段,并可降低换流变压器的绝缘设计难度和设计容量,具有较好的经济效益。

基于新型换流变压器的直流输电系统滤波设计及仿真

论述了新型换流变压器所具有的谐波屏蔽特点。为实现这一功能,对变压器的3个绕组结构进行了改进,绕组的阻抗采用了"零阻抗"设计;实验平台为小型化了的直流输电系统,在整流侧采用了新型换流变压器;根据HVDC系统谐波含量计算方法,对实验平台的整流侧和逆变侧中的无功补偿量进行了计算及分配,并以此为依据对各类滤波器的参数进行了设计。最后运用MATLAB/Simulink分别进行了建模和仿真,变压器和滤波器都采用了设计参数,通过仿真结果表明采用新型换流变压器完全可以实现滤去谐波的功能。

感应滤波对新型换流变压器短路电抗的影响

针对感应滤波技术是否影响新型换流变压器短路电抗的问题,简要介绍了直流输电系统的接线方案及感应滤波技术的基本原理,并论述了换流变压器短路电抗在直流输电系统短路故障中的作用,推导出判断换流变压器短路电抗变化的方法。在此基础上,通过理论计算和仿真计算,研究滤波前后换流变压器短路电抗的变化情况。结果表明,感应滤波技术对新型换流变压器短路电抗的影响非常小,可以忽略不计。感应滤波既能改善换相特性,又不会恶化短路特性,克服了传统直流输电系统两者不可兼顾的缺点,说明新型换流变压器应用于直流输电系统具有独特优势。

新型换流变压器外部短路故障电流研究

本文首先给出了新型换流变压器及其滤波系统的接线方案;以新型换流变压器及其滤波系统的数学模型为基础,考虑到新系统的特点,详细推导了新系统在发生外部短路故障时,短路故障电流的计算公式;最后,以实际设计参数为依据,建立了外部短路故障的仿真模型;对比仿真结果和计算结果,验证了短路故障电流理论计算的正确性,为新型换流变压器及其滤波系统外部短路故障的保护策略的研究和继电保护整定计算提供了理论基础。

基于开关函数法的新型换流变压器谐波分析

介绍一种新型换流变压器,分析了其拓扑结构的特点,并简要地阐述了新型换流变压谐波屏蔽原理。重点分析了阀侧接入和未接滤波器时,网侧电流和阀侧负载电流的矩阵变换关系。在此基础上,推导了新型换流变压器网侧和阀侧电流的开关函数表达式,详细地计算了阀侧和网侧汇流处基波和谐波电流的幅值和相位。通过与接入滤波器时谐波电流的对比分析,显示了新型换流变压器将谐波电流抑制在阀侧而不让其流入网侧的优越性。通过对比仿真结果,表明了开关函数法用于新型换流变压器谐波计算理论的正确性,这也为新型换流变压器结构和参数的进一步设计提供了精确的科学数据。