-
隔離變壓器安裝方式及注意事項隔離變壓器是一種常見的電力設(shè)備，用于將電能從一個電路傳輸?shù)搅硪粋€電路，同時實現(xiàn)電氣隔離。在安裝隔離變壓器時，需要注意一些 -
低頻變壓器使用指南：安全操作與維護要點低頻變壓器是一種常見的電力設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和電力系統(tǒng)中。由于其特殊的工作原理和高壓電流的存在，使用低頻變壓器需要 -
照明變壓器故障排查與解決方案照明變壓器是現(xiàn)代照明系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。由于長時間使用、環(huán)境因素以及設(shè)備老化等原因，照明變壓器常常會出現(xiàn)各種故 -
干式變壓器型號有哪些？在電力傳輸和配電系統(tǒng)中，變壓器是不可或缺的設(shè)備之一。干式變壓器作為一種常見的變壓器類型，具有許多優(yōu)點，如可靠性高、維護簡
電力系統(tǒng)保護與控制配電網(wǎng)中的電力電子變壓器研究凌晨葛寶明畢大強2（1北京交通大學電氣工程學院，北京100044；2電力系統(tǒng)國家重點。
交-直-交-直-交變換器比交-交-交變換器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但控制特性良好。通過PWM調(diào)制技術(shù)可實現(xiàn)變壓器輸入輸出電壓、電流和功率的靈活控制。
典型的交-直-交-直-交拓撲結(jié)構(gòu)如所示。
PET典型交-直-交-直-交拓撲結(jié)構(gòu)Fig.本文針對配電網(wǎng)的PET，采用如所示結(jié)構(gòu)，輸入級變換器采用三電平整流器拓撲，隔離級采用三電平半橋直直變換器，輸出級采用二電平電壓型逆變器。由于輸入級電壓較高，整流電路采用三電平電壓型變換器，可以有效降低功率元件一半的耐壓值，提高功率元件利用率。而且，由于三電平輸出比二電平多一個電平，故可使dM/d（降低一半，從而使輸出電壓諧波減小，有利于實現(xiàn)輸出電壓波形的正弦化，特別適合于高壓大容量的電力電子變換系統(tǒng)，如所示。輸出級由于電壓低，使用二電平結(jié)構(gòu)可滿足要求。
配電網(wǎng)PET拓撲結(jié)構(gòu)Fig. 2PET各級控制電路工作原理2.1輸入級控制PET不僅要保證其副方提供給用戶的電壓恒定和波形正弦，而且還應(yīng)該盡量減小輸入側(cè)電流諧波，減小對電網(wǎng)造成的諧波污染。為保證PET電網(wǎng)側(cè)的電流為正弦以及實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)可控，采用雙閉環(huán)控制，即電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)控制，可以實現(xiàn)輸入電流正弦，輸入功率因數(shù)可控。
為實現(xiàn)上述功能，在外環(huán)，反饋的直流電壓與給定電壓值比較后形成偏差，經(jīng)控制器調(diào)節(jié)后作為d軸電流，q軸電流的電流值置0，可以實現(xiàn)單位功率因數(shù)運行。在內(nèi)環(huán)，三相輸入電流采樣后經(jīng)坐標變換形成d軸和q軸分量，分別與值比較，經(jīng)過控制器調(diào)節(jié)后，形成調(diào)制波信號。是三電平整流器控制原理圖。
2.2中間隔離級控制中間隔離級需要將來自輸入級的直流調(diào)制成高頻方波信號，并經(jīng)過高頻變壓器耦合到副方，再還原成直流信號。
通過對高頻變壓器原方三電平半橋中的四個開關(guān)器件進行控制，將來自輸入級的直流高壓調(diào)制成高頻方波信號，然后經(jīng)過高頻變壓器耦合至副方。
在這里，高頻變壓器的作用有兩個：一是實現(xiàn)原方系統(tǒng)和副方系統(tǒng)的隔離；二是實現(xiàn)電壓等級變換。
中，典型PET隔離模塊采用全橋整流模式，本文針對配電變壓器，不考慮能量的雙向流動，故采用不控整流電路，如。由原方耦合至副方的高頻方波信號通過二極管不控整流電路，經(jīng)過濾波電感在電容上獲得直流低壓。
輸入級直流高壓幅值以及變壓器變比一定的情況下，調(diào)整隔離級開關(guān)器件開通占空比，高頻變壓器獲得不同占空比的高頻方波信號，將在直流低壓側(cè)獲得不同的電壓。故隔離電壓級采用電壓電流閉環(huán)控制，在直流低壓側(cè)獲得適合輸出級逆變系統(tǒng)的電壓等級。如所示，檢測副邊整流輸出級電容電壓F.，與電壓信號F.相比較，所得的偏差信號經(jīng)過控制器調(diào)節(jié)后作為電流內(nèi)環(huán)的給定/if高頻變壓器副邊電感電流瞬時值4與電流給定件的控制信號。
直直變換器控制原理。3輸出級控制負載側(cè)輸出采用電壓恒定控制，主要目的是獲得輸出恒壓、恒頻的交流電壓，當負載在一定范圍內(nèi)變化時，應(yīng)該保持穩(wěn)定的輸出電壓。為此，采用所示恒壓恒頻控制。三相輸出電壓經(jīng)過d-q旋轉(zhuǎn)坐標系轉(zhuǎn)換后得到d軸分量和q軸分量，它們分別與各自的值、比較，得到偏差量，經(jīng)過調(diào)節(jié)器后形成調(diào)制信號，通過SVPWM的控制算法，實現(xiàn)對逆變器的開關(guān)控制。
3PET仿真模型及結(jié)果分析使用Matlab/Simulink構(gòu)建了PET系統(tǒng)的仿真模型，如所示。
系統(tǒng)的仿真參數(shù)如下：①電網(wǎng)側(cè)：線電壓10kV，濾波電感100mH；②高壓直流側(cè)：電容6800壚，直流側(cè)設(shè)定電壓15kV.③高頻變壓器：變比10：1，頻率10kHz.④低壓直流側(cè)：濾波電感10mH，濾波電容1200xF，直流側(cè)設(shè)定電壓600V.⑤負載ftl：濾波電感ImH，濾波電容33pF，負載額定線電壓380V，負載電阻3.63給出了系統(tǒng)仿真波形圖，包括網(wǎng)側(cè)電壓，網(wǎng)側(cè)電流，高壓直流側(cè)電壓，高頻變壓器原邊電壓和副邊電壓，低壓直流側(cè)電壓，負載三相電壓，負載三相電流。為了驗證PET對無功功率的控制能力，仿真中設(shè)定PET向電網(wǎng)注入100kvar無功，PET負載為三相純阻性負載，輸出功率40kW，頻率50Hz.輸入級三電平整流器對網(wǎng)側(cè)高壓進行整流，得到直流側(cè)高壓15kV，并使得輸入電流正弦化，如圖功率，如（d），所以電網(wǎng)電壓和電流相位差68.2°，功率因數(shù)為超前cos爐=0.371三電平半橋變換器將高壓直流調(diào)制成高頻方波信號，如（e），并經(jīng)過高頻變壓器耦合到副方，如（f）。利用二極管整流橋?qū)⒏哳l變壓器副方高頻方波整流還原成低壓直流信號，如（g）。
輸出級經(jīng)過二電平電壓型逆變器，輸出穩(wěn)定的低壓，如（h）和8（i）。由于電阻負載，功率因數(shù)為1.（a）電網(wǎng)三相相電壓誓（c）高壓直流側(cè)電壓（d）PET無功功率（e）高頻變壓器原邊電壓（b>電網(wǎng)三相相電流系統(tǒng)平臺，負責完成數(shù)據(jù)采集處理和控制算法的編寫，實現(xiàn)PET控制策略。
?。╢）高頻變壓器副邊電壓（g）低壓直流側(cè)電壓（h）負載三相電壓實驗系統(tǒng)參數(shù)如下：①電網(wǎng)側(cè)濾波電感3mH.②高壓直流側(cè)電容2200nF.③高頻變壓器變比3：1，頻率10kHz.④低壓直流側(cè)濾波電抗1.72mH，濾波電容2200奸。⑤負載側(cè)濾波電感5mH，濾波電容10HF，三相阻性負載50Q.給出了PET運行時的實驗波形。網(wǎng)側(cè)輸入交流電壓峰值為20V，高壓直流側(cè)電壓給定值50V，低壓直流側(cè)電壓給定值40V，負載相電壓峰值給定值為10V.在實驗系統(tǒng)中，PET通過所采用的控制策略，實現(xiàn)了電網(wǎng)電流正弦，并且相電流超前相電壓，向電網(wǎng)注入無功，如（a），其中紫色為A相與中性點之間的相電壓，綠色為相電流。
三電平整流器從電網(wǎng)吸入一定的功率維持直流側(cè)電壓在50V，如（b）。隔離級直直變換器將高壓直流調(diào)制成高頻方波，如（c）。高頻變壓器完成原邊和副邊電壓等級的轉(zhuǎn)換，如（d），并通過二極管不控整流將低壓直流穩(wěn)定在40V，如（e）。負載側(cè)，二電平電壓型逆變器通過恒電壓恒頻率控制，穩(wěn)定了負載側(cè)電壓10V，如（f）?？梢钥闯觯ㄐ闻c預(yù)期控制目標一致。
（a）A相輸入電壓和電流帶寬限制。100A/V反相（b）輸入級直流側(cè)電壓（i）負載三相電流PET系統(tǒng)仿真結(jié)果Fig.現(xiàn)了輸入電流正弦，負載側(cè)恒定電壓、恒定頻率，并且向電網(wǎng)發(fā)出了需要的無功。
4實驗結(jié)果（C）高頻變壓器一次電壓帶M制伏/格探頭反相豳一芾寬限制（d）高頻變壓器二次電壓帶寬限制PET實驗系統(tǒng)共采用20個IGBT模塊和相應(yīng)的驅(qū)動模塊，以DSPTMS320F2812為核心構(gòu)建控制5結(jié)論針對配電網(wǎng)應(yīng)用，提出一種PET新方案，原方三電平整流電路大大降低了元器件耐壓等級，隔離級以閉環(huán)控制穩(wěn)定低壓直流側(cè)電壓，實現(xiàn)了原方電流正弦，副方負載電壓恒定。它不僅可以從電網(wǎng)傳送有功給負載，還可以向電網(wǎng)注入無功，給予電網(wǎng)無功支持。仿真和實驗結(jié)果驗證了所提出的PET方案。
