直流供电系统中新型整流变压器具有的运行特性分析

作者:金文 刊名:科技展望 上传者:杨巧赟

【摘要】随着我国经济的发展与进步,我国的一些高耗能工程行业的规模也逐渐扩大,用电量大幅度增加。而此行业中交直流变换所产生的谐波不仅会造成环境的污染,也将严重威胁着整个电网运行的安全。变压器则是其主要的能耗设备,为响应国家的节能号召和建设绿色、清洁、稳定的电网系统,新型整流变压器的研制和开发则成为发展的必然趋势。本文主要是针对该变压器的运行特点进行研究和分析,为其进一步的推广提供一定的理论和技术支持。

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新型整流变压器与传统的整流变压器存在着明显不同,具体表现在两个方面,即一方面新型整流变压器可以从整体上提高电网系统的运行能力,另一方面则表现在其对电网系统产生的谐波电流的抑制上,其产生的电流能在最大程度上抵消运行过程中产生的谐波电流,从而在维护电网系统整体运行安全、稳定的同时,实现设备运行低能耗及绿色电网建设的目标。综上所述可知,新型整流变压器在电网系统运行稳定性、安全性的控制上具有传统整流变压器不可比拟的优势,因此新型整流变压器的革新和完善将成为电力业研究的重要方向,并成为高耗能产业领域不可或缺的关键技术,这也是本文分析研究的立足点。1研究背景我国位居有色金属工业大国的前列,该工业的电解工艺则需要严格的直流电流。此外还有其他的一些高能耗产业对直流电的要求也是极为严格的,一般都要求恒定的直流电流以及极小幅度的电波波动。这就决定了在关乎此类行业的生产过程中的交直流变换稳定性、恒定性、连续性的重要性,也即决定了整流电源则是其中的核心装置。随着我国经济社会的发展与进步及高科技在工业上的应用,相关电力企业逐步意识到新型整流变压器对于该行业可持续发展的重要性,因此,各企业在自行研发的基础之上,积极引进国外先进的制造和测试技术,并与其自主研究开发的技术相互融合。基于此,我国的新型整流变压器的相关设施设备的生产制造技术及控制技术均达到了世界前列的水平,并可以自行开发研究并投入到实际的生产应用中。2新型整流变压器的特点整流变压器主要用于交流电和直流电之间的转换,也即将发电站产生的原始交流电转化为工业生产相关设施设备所需的直流电,其好坏将直接影响到转化后直流电的恒定性、连续性以及精确性。对新型整流变压器的设计是基于对传统整流变压器的深刻认识和分析的基础之上的,也即以实现屏蔽谐波和无功补偿为目标而增加第三绕组输出端并接有滤波组。该第三绕组处滤波器的增加不仅可以有效的控制噪声污染,亦可有利于维护变压器系统运行的安全稳定性,具有较好的环境效果和良好的经济效果。3新型整流变压器的运行特点及其与传统整流变压器的比较3.1传统整流变压器的运行特点传统整流变压器的运行过程如上图所示。在该传统整流变压器的运行过程中,其网侧采用的是Y型接线方式,阀侧则采用的是型接线方式,并将其滤波器接于网侧。3.2新型整流变压器的运行特性以上为本文所研究的新型整流变压器的运行示意图,其中与传统整流变压器的不同主要表现在接线方式上。该变压器在接线方式上,其网侧和阀侧运用同样的Y-接线,所不同的是其增加了第三绕组与滤波系统相连接,该变压器对谐波电流的抑制及无功补偿技术的运用均体现在其内部。同时,由于在实际交直流的变化工作中很难做到真正的零阻抗,这就需要引入极小值的概念,以此为基础进行相应的转化计算,从而得到网侧内的谐波电流接近于零,将其对网侧造成的影响降低到最小,从而起到维护变压器安全和稳定的作用。最后,在结合磁势平衡定律等相关定律以及计算方法和程序的基础之上得出最终的新型变压器的运行特性方程。3.3两者之间的比较结合上表谐波频率下运行特性的比值及公式,可以得到如下两个结论:(1)新型整流变压器和传统整流变压器最大的差异在于有无滤波系统的接入。在都没有接入滤波系统之前,两者的运行流程及效用一致,对谐波电流均没有抑制作用;而在新型整流变压器上接入滤波系统之后,两者的表现则截然不同:新型整流变压器内的谐波电流将被滤波系统阻截,从而降低了谐波电流进入网侧的可能性,在降低谐波电流干扰的同时,维护了整个变压系统正常运转的稳定性以及安全性。(2)新型整流变压器对于负载侧谐波电压的抑制上效果明显,当对抗相同的谐波电

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