電子電力變壓器-在線瀏覽
2024-08-03 22:56本頁(yè)面
【正文】 nic Power Transformer，EPT）得到了越來(lái)越多的關(guān)注。電子電力變壓器的突出特點(diǎn)在于通過(guò)電壓源變換器對(duì)其交流側(cè)電壓 幅值和相位的實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)變壓器副方電壓、原方電流以及功率的靈活調(diào)節(jié)。作為輸配電系統(tǒng)最基本的組成設(shè)備，這種新型變壓器具備解決電力系統(tǒng)中面臨的許多新課題的潛力，有廣闊的應(yīng)用前景。 EPT的基本工作原理圖與常規(guī)的鐵芯式變壓器相比，電子電力變壓器具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 體積小，重量輕，無(wú)環(huán)境污染；(2) 運(yùn)行時(shí)可保持副方輸出電壓幅值恒定，不隨負(fù)載變化；(3) 始終保證原、副方電壓電流為正弦波形，并且原、副方功率因數(shù)任意可調(diào)。第二， EPT交直流環(huán)節(jié)兼有，所以可靈活地將各種分布式電源接入電力系統(tǒng)。第四， 與EPT相聯(lián)的同步發(fā)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)異步化運(yùn)行。第五， 當(dāng)前電網(wǎng)中如諧波、電壓跌落，閃變等電能質(zhì)量問(wèn)題日趨嚴(yán)重，將EPT用于配電系統(tǒng)后，將能夠起到電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的作用。將EPT應(yīng)用于輸電系統(tǒng)中取代發(fā)電機(jī)——變壓器組中的傳統(tǒng)變壓器后，利用其原副方電壓的幅值和相位均控，可關(guān)斷故障大電流的特點(diǎn)能夠提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；當(dāng)將其應(yīng)用于配電系統(tǒng)中時(shí)，EPT既具有變壓器的一般的功能，如電能傳輸、隔離變換等，又具有抑制諧波向流動(dòng)、防止負(fù)載側(cè)出現(xiàn)故障影響電源電壓、消除電壓跌落與升高以及過(guò)電壓、欠壓等電源側(cè)電壓的干擾對(duì)負(fù)荷的影響，對(duì)各種電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)、顯示、分析處理來(lái)判各種異常情況,以對(duì)其自身和系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)并給出報(bào)警信號(hào)和故障類(lèi)型等特點(diǎn)，因而可以通過(guò)EPT向那些對(duì)電能質(zhì)量敏感負(fù)荷供電，如造紙廠、紡織廠、擠塑機(jī)、生精密機(jī)械的汽車(chē)零件制造、大型泵體鍛造企業(yè)以及半導(dǎo)體制造業(yè)、銀行、電信、軍事、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域，進(jìn)而產(chǎn)生巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。自上世紀(jì)末以來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)電能的需求進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)電網(wǎng)安全和線路承載能力的壓力也隨之加大，在這一背景之下，靈活交流輸電系統(tǒng)（Flexible AC Transmission System，F(xiàn)ACTS）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該理論的一些重要應(yīng)用如可控串補(bǔ)，綜合潮控制器等器件在電力系統(tǒng)中正發(fā)揮著重要的作用。本文的主要目的是在綜合了解國(guó)內(nèi)外電子電力變壓器研究的基礎(chǔ)上，對(duì)電力電子變壓器進(jìn)行初步的研究和分析。2電子電力變壓器原理及實(shí)現(xiàn)方案電子電力變壓器（Electronic Power Transformer，EPT）是一種通過(guò)電力電子變換實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)中的電壓變換和能量傳遞的新型變壓器。通過(guò)采用適當(dāng)?shù)目刂品桨竵?lái)控制電力電子裝置的工作，從而將一種頻率、電壓、波形的電能變換為另一種頻率、電壓、波形的電能。根據(jù)在電力電子變換過(guò)程中是否存在直流環(huán)節(jié)，電子電力變壓器的具體實(shí)現(xiàn)方案可分為兩種形式[6]：一種是在變換過(guò)程中不含直流環(huán)節(jié)，即直接AC/AC變換；另一種是在變換過(guò)程中存在直流環(huán)節(jié)，即AC/DC/AC變換。工作原理為：原方開(kāi)關(guān)和以高頻交替導(dǎo)通，且通斷時(shí)間相同，這樣低頻交流或直流輸入信號(hào)就被調(diào)制成高頻信號(hào)后再經(jīng)過(guò)高頻變壓器耦合到副方，副方開(kāi)關(guān)和的開(kāi)通和關(guān)斷與和同步，僅在相位上相差角度θ，通過(guò)控制相移角θ即可控制變換器輸出電壓的幅值。當(dāng)相角θ≠時(shí)，需在變壓器副方裝設(shè)輸出濾波器才能得到正弦波電壓。M大學(xué)的Moonshik Kang和Enjeti提出了一種基于直接AC/AC變的電子電力變壓器的結(jié)構(gòu)。由于在其他條件不變的情況下，變壓器的體積同通過(guò)其的電流頻率成反比關(guān)系，變壓器的輸送容量可提高3倍，效率也有所提高。但這種方案使用的器件數(shù)較多，相應(yīng)成本高，器件的電壓、電流應(yīng)力較大，同時(shí)可控性不高，變壓器副方波形基本是對(duì)原方波形的還原，難以對(duì)電能質(zhì)量的改善作出貢獻(xiàn)，并且原方功率因數(shù)不可調(diào)。－boost變換器結(jié)構(gòu)的電子電力變壓器該結(jié)構(gòu)的工作原理為：功率開(kāi)關(guān)，和和，和的控制信號(hào)同步，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，變壓器原方電源對(duì)電感和電容充電，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，原方電感和電容的能量通過(guò)高頻變壓器耦合到副方，對(duì)副方電容充電，當(dāng)功率開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，副方電容對(duì)負(fù)載供電。這種方案的特點(diǎn)是減少了中間環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)和控制環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，功率器件數(shù)少，成本低，但由于在工作過(guò)程中電流會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)，會(huì)造成器件兩端出現(xiàn)尖峰電壓，并使輸出電壓諧波較大，這使得該結(jié)構(gòu)不適應(yīng)于大功率應(yīng)用場(chǎng)合。該方案由于采用了整體變換結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)明，功率器件數(shù)相對(duì)較少。不過(guò)，隨著單個(gè)器件耐壓水平的提高，這種結(jié)構(gòu)在將來(lái)還是有應(yīng)用前景的。它是一種模塊化的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，包括：輸入級(jí)，隔離級(jí)和輸出級(jí)。輸入級(jí)各模塊為單位功率因數(shù)整流器。本方案是一種比較經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、可行性較高的
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