混合变压器式可控电抗器及其仿真

为满足谐波要求,传统的变压器式可调电抗器(ControllableShuntReactorofTransformerType, CSRT)在轻载时存在一段不可调的死区。针对这一缺点,提出了混合变压器式可控电抗器(HybridCSRT, HCSRT),它采用电压源型逆变器代替了CSRT中的反并联晶闸管来控制调节绕组的输出,通过合理设置各控制绕组的容量,N个控制绕组的HCSRT可以实现2N级分级平滑调节。在此基础上,进一步提出了同时具有容性和感性无功补偿能力的混合变压器式静止无功补偿器。理论分析和数字仿真表明     

混合变压器式可控电抗器及其仿真

为满足谐波要求,传统的变压器式可调电抗器(Controllable Shunt Reactor of Transformer Type,CSRT)在轻载时存在一段不可调的死区.针对这一缺点,提出了混合变压器式可控电抗器(Hybrid CSRT,HCSRT),它采用电压源型逆变器代替了CSRT中的反并联晶闸管来控制调节绕组的输出,通过合理设置各控制绕组的容量,N个控制绕组的HCSRT可以实现2N级分级平滑调节.在此基础上,进一步提出了同时具有容性和感性无功补偿能力的混合变压器式静止无功补偿器.理论分析和数字仿真表明HCSRT和混合变压器式静止无功补偿器具有响应速度快、调节范围广、谐波污染小及性价比好等优点.     

变压器式可控电抗器的谐波分析和功率级数计算

阐述了变压器式可控并联电抗器CSRT(Controllable Shunt Reactor of Transformer Type)的基本工作原理，指出CSRT本质上是工作于分级短路状态的多绕组变压器，具有功率连续平滑可调、谐波电流小和响应速度快的优点。文章定义了容量递增系数，当CSRT的额定容量已知时，级间容量递增系数决定了各级容量，是分析CSRT的一个重要概念。在考虑了绕组之间耦合的情况下，应用傅立叶级数分解方法对工作绕组电流的谐波含量进行了分析，推导了谐波因数的计算公式。这些公式揭示了谐波因数与容量递增系数和晶闸管触发角之间的定量关系，由此可得到满足电网谐波要求的功率控制级数和各级容量的计算公式，为CSRT的分析、设计打下了基础。     

基于变压器端口调节的可控电抗器

提出一种具有控制绕组和短路绕组2种副边绕组的新型多绕组变压器式可控电抗器。调节控制绕组与原边电流的关系,原边绕组端口可以呈现连续变化的电抗值,再结合短路绕组的分级串联短路,则可使装置的电抗值或容量在较大范围内平滑调节。该电抗器的调节容量主要通过绕组短路获得,因此作为电流控制设备的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)逆变器容量很小。对所得出可控电抗器进行建模及控制分析,试验结果证实了该可控电抗器的可行性及优异的工作性能。     

变压器式可控电抗器绕组电流分析

为提高变压器式可控电抗器的工作效率,对绕组电流进行了分析。为此,基于顺次单支路工作模式下的绕组分级原则,在考虑所有绕组自、互漏抗影响的基础上,推导出了不同工作状态下的绕组电流、额定电流利用率与等效漏抗的函数关系,并给出了能使电抗器高效工作的等效漏抗设计要求。通过算例说明等效漏抗会影响控制绕组电流的分配,导致额定电流利用率低下,并由此提出电抗器设计需满足"小漏抗"原则。结果表明,当等效漏抗小于由功率递增级数、绕组额定电流利用率设计值、第1级控制绕组容量比、绕组个数及短路电抗确定的最大值时,控制绕组额定电流利用率可以满足设计要求,即变压器式可控电抗器可工作于高效状态。     

晶闸管控制变压器式可控高抗本体保护方案

基于晶闸管控制变压器(thysistor controlled transformer,TCT)式可控高抗的本体结构和工作原理,对TCT式可控高抗本体保护配置进行了探讨,包括网侧绕组保护、控制绕组保护以及补偿绕组保护。重点对控制绕组保护进行了研究,分析了控制绕组各类故障的故障特征,结合数字仿真结果,指出了传统电抗器保护应用于TCT式可控高抗控制绕组在应对控制绕组引线单相接地故障、匝间故障和阀短路故障时存在可靠性或灵敏性不足的问题。针对上述问题提出将控制绕组侧电流互感器移至晶闸管阀末端并增设零、负序电流保护。     

TCT式可控并联电抗器晶闸管阀取能方式分析

对晶闸管控制变压器(TCT)式可控并联电抗器结构特点进行分析,并总结其运行特点。根据晶闸管控制变压器式可控并联电抗器在90°180°范围内平滑调节容量的特性,重点分析电压取能和电流取能对其运行特性的影响,并提出晶闸管控制变压器式可控并联电抗器使用电压和电流混合取能的方法。通过建立真实动态模型,证明了该方法的可靠性和可行性,为晶闸管控制变压器式可控并联电抗器的设计提供了依据。     

基于磁通补偿的高压大容量可控电抗器

研究了一种新型的基于磁通补偿的高压大容量可控电抗器(CRMFC).对于带气隙的变压器,控制它的二次侧电流,使其与一次侧电流反相(或同相),那么,可以在变压器的一次侧端口得到随着一、二次侧电流大小比例变化的电抗值.为了提高电抗器的电压等级和容量,将变压器设计成多绕组的结构形式.文中从理论上证明了多绕组共同工作与双绕组的等效性,讨论了该可控电抗器合适的工作区间,并提出了适合此类可控电抗器的控制方法.在此基础上,研制成功了6kV、800kVar的实验样机,并进行了大量的实验.实验结果证明,该电抗器具有低谐波、快响应、大范围连续可调和低损耗等优点.     

1000kV分级式可控并联电抗器 在特高压变电站的应用

在介绍可控并联电抗器的技术特点及应用状况的基础上,分析了1 000kV分级式可控并联电抗器的接线与工作原理,并对主要设备参数进行选择,结合实际情况,提出适用于特高压变电站的1 000kV分级式可控并联电抗器布置方案。该方案可控并联电抗器额定容量大,高压侧三相绕组采用星形连接,中性点经小电抗器接地;低压侧三相绕组采用星形连接,中性点直接接地。便于设备选择及降低设备绝缘水平,满足了可靠性、灵活性和经济性的要求。     

变压器式可控电抗器的控制绕组无功容量分析

分析比较两种不同绕组控制方式下的电抗器:晶闸管控制方式(thyristor con tro llab le reactor,TCR)和先进静止无功发生器控制方式(advanced static var generator,A SVG)。针对TCR控制方式在轻载或空载存在死区的问题,提出将第一级控制绕组采用A SVG控制方式,以增加可调性并减少谐波含量。将多并联支路型可控电抗器的支撑导通法,应用到变压器式可控电抗器的绕组功率控制上,通过第一级A SVG控制绕组和其它TCR控制绕组的相互配合,实现连续平滑调节。针对无功容量最优分配问题建立了相应的数学模型,并以此确定出各级绕组最佳的功率容量分配。     

抽能型高压并联电抗器磁路等效模型及匝间保护方法

抽能型高压并联电抗器(简称“抽能高抗”)是一种既可以为长距离线路提供无功补偿又可以为开关站提供站内用电的新型并联电抗器。铁心上布置的若干气隙在使抽能高抗获得良好线性伏安特性的同时导致了主电抗绕组与抽能绕组间的弱磁耦合。针对抽能高抗这种特殊结构，采用空心变压器模型只能满足抽能高抗端口特性的要求，难以表达抽能高抗实体结构中具体的电磁耦合关系，该文在分析其电磁耦合特性的基础上，提出基于磁路分解的抽能高抗等效建模方法，通过构建抽能高抗的三段磁路等效模型来模拟抽能高抗在额定运行工况及区外故障发生时的电气特性。在所提模型的基础上，针对抽能绕组匝间故障保护灵敏度不足的问题，进一步研究并提出了基于零序电流比值及相位差异的抽能绕组匝间保护新方法，该方法无需引入电压量且无需整定，能够有效识别主电抗绕组和抽能绕组匝间故障并具有较高的灵敏度。最后通过动模试验和仿真试验对比，验证了所提抽能高抗等效模型的准确性及匝间保护方法的有效性。     

并联电抗器在超(特)高压电网中应用及发展

研究了超（特）高压输电线路在长线电容效应、不对称接地和突然甩负荷等各种工况下工频过电压的产生．提出了采用并联电抗器进行无功补偿限制工频电压升高的措施。分析了并联电抗器在超（特）高压输电线路单端供电与双端电源供电情况下抑制过电压的作用。分析比较了裂心式、磁饱和式及变压器式3种超（特）高压可控并联电抗器的基本工作原理、主要功能和特性．指出裂心式可控电抗器具有非线性伏安特性,兼具大幅度限制操作过电压功能：磁饱和式电抗器的伏安特性与普通电抗器相近,结构简单、控制方便,具有优良的技术经济综合指标：变压器式可控电抗器与磁饱和式可控电抗器相比。谐波电流更小、响应速度更快、功率损耗更小。同时指出了特高压并联电抗器与超高压并联电抗器相比的特殊性。     

高压大容量的磁通可控型可调电抗器技术

为实现磁通可控型可调电抗器的高压大容量化,分析介绍了多支路补偿技术和基于级联型变流器的系统拓扑结构,前者在线性变压器二次侧设计多个绕组,各绕组用变流器同时注入电流来控制铁心主磁通,以实现一次侧绕组等效电抗无级可调;后者则是将多个电压源型逆变器在输出首尾相连形成前述的变流器。该文还指明了系统设计要点及控制所采用的三角波调制PWM电流控制法。样机实验证明了该技术实现高压大容量可调电抗系统的可行性及这种磁通可控型可调电抗器响应快、运行稳定、低谐波和电抗值极大范围连续可调的特点。     

特高压磁控式并联电抗器保护配置方案及其性能分析

可控高抗安全运行关系到系统的无功平衡和电压稳定,对保护要求甚高。磁控式可控高抗不仅包括网侧绕组,还设有控制绕组和补偿绕组,其本体保护配置较其他类型的可控高抗更为复杂,相关研究成果鲜有报道。基于一种在我国西北地区已实际投运的特高压磁控式并联电抗器的本体结构,对其本体保护配置进行了深入探讨,结合工程经验指出了传统保护应用于磁控式可控高抗存在的问题并给出了解决方案。介绍了网侧绕组和补偿绕组的保护配置情况及相关注意事项,详细分析了控制绕组各类故障的故障特征,提出以直流母线过电压保护作为控制绕组接地故障的主保护,同时指出传统零序功率方向保护应用于控制绕组匝间和相间故障时灵敏度不足,宜采用负序功率方向保护。     

绕组布置对变压器式可控电抗器谐波抑制的影响

针对单个控制绕组的变压器式可控电抗器（controllable reactor of transformer type,CRT）,分析了其带LC滤波器谐波抑制绕组的两种布置方式：谐波抑制绕组置于工作绕组与控制绕组之间,以及控制绕组置于工作绕组与谐波抑制绕组之间。通过对两种布置方式绕组间短路电抗、等效电路以及谐波等效电路...     

集成滤波电抗绕组变压器数学模型

集成滤波电抗绕组利用特殊的绕组排布设计方式,将滤波装置的空心电抗器集成于变压器绕组,目的在于精简装备个数,减小装备占地面积,在舰船供电系统、城市预装式变电站等谐波含量高,电气装备占地面积有限的场合具有广泛的应用前景。集成滤波电抗绕组作为变压器中的特殊结构绕组与其他正常供电绕组共同构成统一的绕组结构。本文给出了集成滤波电抗绕组变压器的基波电路模型与谐波电路模型,并基于多绕组变压器自感与互感的电压方程,推导各绕组基波电流与谐波电流计算公式;通过基波电流与谐波电流相加得到集成滤波电抗绕组变压器的数学模型。以某300k VA集成滤波电抗绕组舰船整流变压器样机及滤波系统为实验对象,通过对比变压器数学模型计算数据与实测数据,验证了本文数学模型的正确性。     

变压器式可控电抗器型消弧线圈的谐波分析及抑制

阐述了变压器式可控电抗器型消弧线圈(ASCT)的工作原理,分析了它产生谐波电流的原因。为了降低单控制绕组结构的ASCT输出的谐波电流,设计了一种3控制绕组结构的变压器式可控电抗器型消弧线圈,并提出了合理设计各控制绕组额定输出电流的方法。     

磁控式并联电抗器数值计算研究

为了限制长距离输电线路上过电压和补偿线路充电功率,需要在超高压交流输电线路上装设高补偿度的并联电抗器。磁控式并联电抗器由于受铁心饱和特性影响,网侧绕组电流中不可避免地含有高次谐波。笔者以世界上首套500 k V可控示范工程为基础,提出一种基于2D有限元场路耦合方法,计算分析可控高抗控制特性,并与江陵荆门换流站500 k V磁控式电抗器实测结果对比。最后,基于上述方法对超高压750 k V可控并联电抗器网侧绕组励磁特性及谐波含量进行分析,通过与现场运行实测数据对比,验证计算方法满足工程应用的有效性。     

变压器式可控电抗器的研究与发展

笔者针对变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)不同的控制绕组结构,将其分类为单控制绕组型、多控制绕组型、多并联支路型、控制绕组分级式。综述了CRT的研究历史与现状,并分析了各种CRT的结构特点、性能的优缺点,最后对CRT研究发展的前景进行了分析。     

变压器式可控电抗器的研究与发展

笔者针对变压器式可控电抗器(controllable reactor of transformer type,CRT)不同的控制绕组结构,将其分类为单控制绕组型、多控制绕组型、多并联支路型、控制绕组分级式。综述了CRT的研究历史与现状,并分析了各种CRT的结构特点、性能的优缺点,最后对CRT研究发展的前景进行了分析。