简介:摘要:在当今社会,随着社会经济的发展,对于电网的建设越来越重视,电网建设水平也在不断提高,并且其规模也变得越来越大,这也导致容量也在不断变大。面对这一现象,也存在一些问题,其中就包括电路短路电流水平所存在的问题。为了能够有效促进这一问题的解决,相关工作人员可以使用高阻抗变压器来代替之前常规三绕组变压器,这样能够有效解决电路短路的问题。然而,在实际应用的过程中,对其的使用也需要考虑多种因素,只有这样才能更好地对其进行使用。如果变压器高,而中压侧配置负压过流保护与阻抗保护,这在一定程度上也会有影响。除此之外,如果其动作的灵敏程度不够 那么在一定程度上也会导致电路短路。本文则是根据高阻抗变压器后备保护所进行的分析,希望能够更好地促进高阻抗变压的正常运作。
简介:摘要:基于双主动全桥变换器( Dual active bridge,DAB)的直流变压器是联结中压和低压直流电网的主要设备。本文针对 DAB建立小信号模型,并进一步建立其小信号输入阻抗模型。在此基础上,分析带有输入 LC滤波器和 DAB的级联系统的稳定性和动态特性,说明 DAB的传递功率和输出电压对级联系统稳定性的影响。 关键词:双主动全桥变换器;输入阻抗;双闭环反馈 0 引言 近年来,随着电力电子技术和用户需求的快速发展,直流配电网得到了进一步的应用。基于双主动全桥的直流变压器是联结中压直流电网和低压直流电网的重要设备,为直流配电网稳定性及其用户的用电质量提供坚实的基础 [1]。 在传统的双主动全桥直流变压器中,输出特性的研究和分析是为用户提高用电质量的重要方式。然而,当前的研究缺乏对输入侧的性能进行分析。文献 [2]表明,在单机状态下可以稳定工作,在级联工作情况下却由于其负阻抗特性,可能出现动态特性变差,甚至系统不稳定的现象。因此,为进一步提高系统的稳定性,有必要针对直流变压器的输入阻抗进一步分析。 本文选择了基于单移相调制策略的双主动全桥直流变压器研究,分析其工作原理和控制环路,建立了双主动全桥直流变压器的输入阻抗模型。并采用 LC输入滤波器和双主动全桥直流变压器构成级联系统,分析输出电压等级和输出功率等级对级联系统稳定性的影响规律。 DAB拓扑及工作原理 双主动全桥隔离型双向 DC-DC变换器的基本拓扑如图 1所示,其中 n为隔离变压器变比; Uin、 i1分别为电源侧电压及电源侧输入电流; Lr、 iL分别为辅助电感和变压器原边电流; Uab、 Ucd分别为变换器两端 H桥输出电压; i2为变压器副边向负载侧输出的电流; C2负载侧支撑电容, iC2为 C2上流过的电流; Uo、 io分别为输出电压和负载电流; R为变换器负载电阻; LI和 C1构成输入滤波器; U1为直流电源。 图 1 传统 DAB-IBDC拓扑 根据图 1,传统 DAB-IBDC的状态方程如式 (1)所示。 ( 1) 单移相调制策略工作原理 单移相调制策略是目前应用最为广泛的调制策略。该调制策略中, H1和 H2桥臂中的占空比均为 50%,表现在电压 Uab和 Ucd上则为无 0电压时间。而 H1和 H2桥臂之间的存在外移相角 D,即二者的开通时刻不一致,存在相移时间,但导通时间一致。根据该调制策略,由于电感电流 iL是周期性变化的,并以 2T为一个周期,因此,等效频率可设为 fs=1/T,则传输的功率为 ( 2) 2 输入阻抗建模及分析 根据前文分析,当考虑输出负载时,输出电压的小信号可表现为: (3) 式中, Zo=RL/(1+sC2RL), 为移相角至输出电流传递函数; 为输入电压至输出电压传递函数。 双主动全桥变换器的控制采用了输出电压环和输出电流环,产生用于单移相调制的移相角,实现输出电压稳定的控制。 为了进一步验证输入 LC滤波器和 DAB之间的相互作用,本文分析二者在输出电压和传输功率变化下的动态和稳态性能,如图 2和 3所示。 LC滤波器的输出阻抗为 ZLC(s)= sL1 /(s2 L1C1+1)。 图 2 变换功率减小时 DAB输入阻抗及 LC滤波器特性 . 图 3 输出电压增加时 DAB输入阻抗及 LC滤波器特性 . 在图 2-3中, Zorg表现为负阻抗特性,这将严重影响级联系统的稳定性。在图 2中,当传递功率下降时, DAB的幅值也将下降,这使系统存在潜在的不稳定或振荡。在图 3中,当输出电压提高时, DAB的幅值也将下降,由于 Zorg的负阻抗特性,级联系统将发生振荡或不稳定。 结论 本文建立了 DAB基于输出电压和输出电流双闭环反馈控制的输入阻抗,并分析该输入阻抗在输出电压和传递功率变化时的阻抗特性。进一步分析 DAB与输入 LC滤波器构成的级联系统的动态和稳态特性。分析表明,当输出电压升高或传递功率下降时,输入 LC滤波器和 DAB的级联系统将发生振荡或不稳定的现象。 参考文献 [1] 宋强,赵彪,刘文华,等.智能直流配电网研究综述 [J].中国电机工程学报, 2013, 33(25): 9-19. [2] 祁晓敏,裴玮,李鲁阳,等 .基于 DAB直流变压器的多电压等级交直流混合配电网故障特性分析 [J].中国电机工程学报, 2019, 39[6]: 1582-1591.
简介:摘要:高阻抗变压器以其限制短路电流的优势已得到广泛应用。其中高压绕组内置型高阻抗变压器涌流问题将比普通变压器更为突出。近几年,电网中多次出现这类变压器投运时邻近设备的后备保护误动事件。从绕组结构入手,明确了变压器磁通分布和等值电路参数的对应关系。根据变压器零模涌流解析表达式和几种变压器自互漏感参数的差异,指出内置变涌流幅值更大衰减更快的特征并得到了仿真的验证,揭示了零模涌流导致保护误动的原因。对后续改进仿真和试验的平台、深化研究的方向进行了展望。本文在介绍高阻抗变压器特点的基础上,揭示了高阻抗变压器在设计过程中存在的主要问题,分析了按传统方法设计高阻抗变压器所造成的阻抗和负载损耗偏差的原因,并依据高阻抗变压器的特点,对阻抗和负载损耗的计算方法提出了相应的改进意见。
简介:摘要限流电抗器在选型设计时需校核其压降,按《电力工程电气设计手册(一)电气一次部分》要求,其压降不超过5%即可。本文笔者结合工程项目实例,对高阻抗变压器加装限流电抗器时的电压降进行详细的分析计算,针对压降不满足要求的情况提出了可采取的工程技术措施。