阻抗匹配平衡变压器的应用

电力牵引负荷是电力系统的一种重要负荷,以单相工频交流电作为牵引动力的电气化铁路,由于自身的工作特点,会使三相供电系统处于不对称运行状态,在系统中引起负序电流,使电力系统的运行受到影响。采用阻抗匹配变压器可有效地解决这一问题。介绍了阻抗匹配平衡变压器的一般原理,对YN／△接线三相变两相阻抗匹配平衡变压器的电压、电流关系及电气化牵引变电所变压器差动保护的实现方法进行了推导,指出了阻抗匹配平衡变压器的一些特点。现场运行表明其适合于在电气化铁路的电力线路上使用。     

基于Y／>／▽平衡变压器的同相牵引供电系统

针对目前电气化铁道使用的斯科特变压器和阻抗匹配变压器的缺点以及同相供电系统补偿电流实时检测方法的不足,提出了基于Y/＞/▽平衡变压器的同相牵引供电系统方案.分析了Y/＞/▽平衡变压器平衡变换条件,给出了无锁相环补偿电流实时检测方法,且采用MATLAB/Simulink搭建整个系统的仿真模型.在仿真系统中,用信号发生器产生与电源电压同频同相的正、余弦信号;在实验系统中,采用查询正、余弦表的方法产生与电源电压同频同相的正、余弦信号,取消了锁相环的使用.结果表明,所提同相供电方案实现了三/单相的综合补偿,无锁相环补偿电流实时检测提高了补偿电流实时检测的准确性.     

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▲三相变二相阻抗匹配平衡变压器 一种能将三相电力系统变换为二相供电系统的新型平衡变压器,主要用于电气化铁道牵引供电系统或其他需要将三相电力系统变换为二相供电系统的情况。其技术特点是:该变压器克服了现有电铁应用的各种牵引变压器的不足之处,综合保留了其优点。一次绕组为星形接线,能引出中性点接地,降低了绕组绝缘要求,在低压侧二相负荷广泛变化下,无中性点电流通过。二次绕组二相电压在相位上相互垂直,有利于抑制负序电流,而无需附加设备。低压能引出公共结点与钢轨相连,无论用于电铁的直供、BT或AT供电系统对地电压均为27.5kV。三相伏安值相等,可采用三相三柱铁     

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Y/>▽平衡变压器的新型电铁电能质量综合补偿系统

为解决牵引供电系统给高压电网带来的负序、谐波及无功问题,提出了一种基于Y/▽平衡变压器的新型电铁电能质量综合补偿系统。该系统充分利用Y/▽平衡变压器二次侧三角形绕组所带的抽头,将传统背靠背铁路潮流控制器的一端直接与该抽头相连,一方面可以节省1台单相耦合变压器,使该系统在投资成本上具有明显的优势;另一方面也提高了整个系统的集成度,减小了装置的占地面积。文中首先介绍了该系统结构及特性,并对补偿原理进行了详细的讨论,然后给出了该系统的检测及控制方法,最后应用Matlab/Simulink软件搭建了系统仿真模型。仿真结果验证了本系统的负序、谐波及无功补偿性能。     

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。     

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。     

220 kV三相V/V接线一体化牵引变压器的研究及应用

通过分析电气化铁路牵引变压器的单相接线和三相V/V 接线的原理, 指出后者可以降低电网的三相不平衡度。结合浙赣铁路电气化外部供电方案的研究, 对牵引变电所接入系统后的公共连接点在系统多种运行方式下的三相电压不平衡度进行了计算。针对公共连接点三相电压不平衡度超出国标的情况, 提出采用220 kV 三相V/V 接线一体化牵引变压器来降低三相电压不平衡度的方案, 并在浙赣电气化铁路中进行应用, 解决了重载铁路三相供电不平衡问题。     

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。     

基于三相-单相电力电子变压器的牵引供电系统负载不平衡、无功和谐波潮流分析

将三相-单相电力电子变压器应用于贯通式同相供电系统,对比计算了传统变压器、电力电子变压器的单相侧和三相侧之间负载不平衡、无功和谐波的潮流关系。基于三电平电路研究了隔离DC-DC变换器和多模块级联整流器的控制方法:整流器采用有功无功解耦控制,实现了三相网侧单位功率因数运行;隔离DCDC变换器采用双边三电平控制,减小了流过中频变压器电感电流有效值。仿真和实验结果验证了基于三相-单相电力电子变压器的贯通式同相供电系统可有效消除负载不平衡、无功和谐波对三相电网电能质量的不良影响,系统动静态性能良好。     

典型牵引变电所负序与谐波的综合补偿

由于电气化铁道牵引供电系统结构和牵引负荷的特殊性,在负序、谐波、无功方面对电力系统可以造成很严重的影响。将一般形式的牵引变压器与综合潮流控制器（IPFC）相结合,通过检测得到综合补偿电流并以此为参考,采用基于不定频滞环SVPWM电流控制方法,控制综合潮流控制器基本消除三相不平衡,并滤除谐波和无功。以一列运行的机车为对象,进行仿真研究,结果验证了上述模型可以实现设计目标。     

YN/▽联结平衡变压器的性能分析

YN/▽联结平衡牵引变压器是为减轻牵引供电系统对电力系统的不良影响,有效补偿无功功率,改善负序,降低谐波含量而开发的多功能平衡变压器.本文在阻抗匹配与系统变换的基础上,建立其等值电路模型与滤波优化模型,进行了性能分析和谐波分析,具有较大的理论意义和实际意义.     

基于单台YN,d11变压器的同相AT供电系统

由单台YN,d11-27.5(110kV/27.5kV)接线变压器加有源滤波器构成的同相AT牵引供电系统,可以节省变压器,取消分相绝缘器;通过控制有源滤波器,能实现消除三相不平衡、补偿无功和动态滤除谐波,并使变压器容量得到充分利用。针对该同相供电系统,分析补偿电流的实时检测技术以及对平衡补偿装置的控制方法,并基于Matlab/Simulink建立同相AT供电系统的仿真模型,对仿真结果进行分析。     

牵引供电系统功率因数计量方法的研究

文章对牵引供电系统常见的变压器接线方式下电网三相不平衡度和谐波情况进行了理论分析,分别采用算术功率因数、矢量功率因数和等效功率因数三种定义方法,对三相不平衡、非线性的牵引供电系统功率因数计算进行了讨论,并且分析仿真了牵引供电系统三相不平衡度和谐波对三种功率因数计量的影响。理论分析及计算实例表明,IEEE Std.1459-2010标准中推荐使用的等效功率因数能准确计算三相不平衡非线性系统的功率因数,为电能计量的正确考核提供科学依据。     

二次侧不等容V/X接牵引变压器的应用

文章介绍了电气化铁路 AT供电方式中三相 V/X接牵引变压器的构成原理以及二次侧不等容三相V/X接牵引变压器的特点,结合电力系统轮换接线方式,分析二次侧不等容三相V/X接牵引变压器在牵引供电系统的应用方法。     

组合式同相供电系统的网侧功率因数和不平衡度分析

组合式同相供电系统容量配置对补偿效果和工程造价至关重要,在牵引负荷无功和负序全补偿、欠补偿的情况下,分析了单相以及单三相组合式同相供电系统中,补偿后电网侧的功率因数和不平衡度与补偿装置和牵引变压器的容量比、无功补偿度、以及牵引负荷功率因数之间的关系。以补偿后网侧功率因数和不平衡度是否满足国标作为满意补偿的约束条件,分别以补偿装置容量、补偿装置以及牵引变压器容量和最小为目标函数,建立2种优化模型。最后,通过Matlab/Simulink仿真结果验证了建立的目标函数、设置约束条件以及优化结果的正确性。计算和仿真结果分析表明,相同牵引负荷条件下,单三相组合式补偿后的网侧功率因数高于单相组合式;单三相组合式同相供电系统的网侧电流不平衡度高于单相组合式;牵引变压器和补偿装置的容量比为1时,网侧负序不平衡度为0。     

三相模块级联型固态变压器均压/均功率控制策略研究

三相固态变压器是适用于智能电网的一种新型的智能电力电子设备,一般包括整流输入级、双有源桥DAB(dual active bridge)直流级和逆变输出级。为解决固态变压器在大功率传输和高输入交流电压工作条件下的高频功率开关管电压电流应力问题,一般采用多模块级联的拓扑结构,但这种拓扑给固态变压器带来了模块间的电压和功率不平衡问题和导致开关管过压过流及电网电流谐波增加等问题。为解决三相模块级联型固态变压器电压、功率的不平衡问题,提出一种新颖的控制策略。输入整流级采用一种基于共同占空比的三相dq0控制策略以保证输入交流电流三相对称,DAB级采用一种基于电压跟随的移相控制方法以实现模块间电压平衡,两级控制策略相配合以实现各模块间电压、功率平衡。仿真和实验均验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

电气化铁路三相电压不平衡分析算法研究

通过对牵引供电系统结构的分析,推导了三相-两相系统变换方法,将牵引供电系统的两相参数转换为三相系统参数,使牵引供电系统与三相电力系统在拓扑结构上统一起来,从而可以分析牵引负荷引起的电网三相电压不平衡。该算法能够在计算中考虑牵引变压器自身阻抗的影响。使用PSCAD软件与本算法进行了验证,证明了本算法的正确性。     

动车试验线牵引供电动态平衡补偿装置的研制

为满足新一代高速列车试验,保证牵引变电所供电质量,消除负序电流影响,充分发挥电力系统的输电能力,本文对采用牵引变压器与动态平衡补偿装置(TSC+TSR)结合的牵引供电系统展开研究。在介绍当前试验系统存在问题、三相平衡补偿方案设计及工作原理的基础上,研制开发了TSC和TSR结合的动态无功平衡补偿装置,实现了良好的补偿电流,能无级跟踪牵引负荷的变化,保证了在全负荷范围内三相母线电流的完全平衡对称,提高了系统的安全性能,适应于三相和单相牵引变压器系统。     

三相电力变压器的空载电流谐波

对２１台三相电力变压器的空载电流谐波进行了实测和统计，给出了我国Ｓ７系列等变压器谐波含量的一般数值ｑ通过计算和试验揭示了三相磁路不平衡、三相电流大小和上升速度不一致是产生三次谐波的主要原因，并对不同结线方式产生的谐波进行了比较