电力电子变压器中高频变压器损耗分析与设计

随着离岸风电场、可再生能源并网系统、电力机车牵引变流系统的发展,电力电子变压器能够实现电压转换、功率调节等功能,受到了广泛的关注。高频变压器作为电力电子变压器中不可或缺的组成部分,对于系统的稳定运行起着至关重要的作用。随着电压等级逐渐提高,传递功率逐渐增大,高频变压器的损耗水平值得重点关注。目前传统的高频变压器设计方法基于数据手册,并没有考虑损耗的最优设计。文章通过建立高频变压器绕组损耗与磁芯损耗模型,给出总损耗最优的设计流程,设计了一台5 kHz/6 kVA高频变压器样机,并在电力电子变压器系统中测量了该样机的温度分布,得到了该机的最大温升并与计算温升作对比,误差在工程允许误差之内,证实了文章提出的总损耗最优的高频变压器设计流程的可行性与实用性。     

城轨车辆高频隔离辅助变压器的设计

介绍了一种城轨车辆高频隔离辅助变压器的设计思路,主要对变压器铁心选择、绕组设计、寄生电感及损耗计算等关键项点进行阐述,最后通过试制一台60 k VA样机验证所设计变压器性能满足系统应用要求。     

高绝缘能力的高效冷却大功率高频变压器

讨论了一种用于大功率多级变流器的高绝缘能力的高效冷却大功率高频变压器.该变压器是按350 kW的功率级设计的,并且用无定形铁心材料和同轴绕组制成.为了保证装置有较长的寿命,详细研究了介电损耗和具有陡沿的电压波形的影响,为此特别注重绝缘问题.     

一种高频变压器的研制方法

详细介绍了直/直软开关变流器用高频变压器的研究与开发:(1)高频变压器设计基本原则;(2)面积乘积法设计公式推导;(3)高频变压器设计步骤;(4)损耗建模分析;(5)线圈绕接方式及导线厚度的优化设计.给出了理论损耗仿真曲线,试验证明了这一设计方法的有效性.     

基于K-means聚类算法的城市轨道交通车站配电变压器容量计算新方法

目前城市轨道交通车站配电变压器容量的传统计算方法是需要系数法,但此方法的计算结果与实际运行需求相差较大。应用K-means聚类算法,通过对已运营车站历史数据进行分析,形成标准负荷曲线,结合新建车站设备的设计功率,最终确定新建车站的变压器容量。应用此新方法,能显著提高变压器计算结果与实际运行的负载率匹配性,大幅降低配电变压器的计算容量,从而明显减少配电系统一次性投资和后期运营成本。     

大功率蓄电池组充电器主电路设计

随着大功率蓄电池的广泛应用,其充电器设计逐渐受到重视。主电路是充电器中重要的组成部分,设计的优劣直接影响到充电的效果与蓄电池的使用寿命。针对充电器主电路的特点,提出了半桥高频链式充电器方案,对其中的整流桥、高频变压器、IGBT及输出滤波电路等做出具体设计及选型计算。考虑大功率充电器中开关管和整流器发热的问题,为了防止发生局部过热击穿,同时对其热设计进行了讨论。     

功率平衡装置提高变压器容量利用率的工程应用研究

为有效提高电气化铁路牵引变压器容量的利用率,基于对牵引变压器过负荷状态进行的分析,研究功率平衡装置在实际工程中应用的可实施性,并利用计算仿真平台对其应用效果进行验证.通过在变压器2个绕组间设置功率平衡装置,将重载供电臂有功功率转移至轻载供电臂,使变压器2个绕组的负荷趋近相等,有功功率也趋近于平衡,提高了牵引变压器安装容...     

交流传动机车主变压器谐波损耗分析

大功率电力电子器件的大量应用,使交流传动机车主变压器在谐波环境下运行.本文以ANSOFT软件为平台建立变压器仿真模型,计算谐波条件下主变压器的铜耗及变压器铁芯损耗功率,推导铁芯硅钢片的涡流损耗公式并分析硅钢片的涡流特性.所得结果表明:谐波的存在使交流传动机车主变压器的铜耗和铁芯损耗增大,且谐波电流产生的损耗比等量工频电流产生的损耗大.分析结果可为变压器的设计优化提供参考.     

标准地铁列车大功率高频辅助变流器热设计

为了满足标准地铁列车的设计需求,文章提出一种大功率高频辅助变流器,并对其散热性能及核心功率器件的损耗进行分析计算。通过对比热仿真模型和样机温升试验,证明热仿真模型能够比较准确地反映功率器件的温升。     

高速动车组辅助变流器箱体的热仿真设计方法

基于热传递基本原理的高速动车组辅助变流器箱体热仿真设计流程主要包括建立几何模型、设置仿真初始条件、网格划分及稳态求解计算3个环节.根据辅助变流器的基本技术参数,并结合模拟及混合信号仿真软件Saber对辅助变流器主电路的仿真结果,给出辅助变流器中变压器、电抗器和绝缘栅双极型晶体管等主要发热器件功率损耗的计算公式.以某高速动车组辅助变流器为例,采用计算流体力学软件Flotherm,按照辅助变流器箱体热仿真设计流程,得到额定工况下辅助变流器箱体的温度场和流场分布结果,并制成辅助变流器样机.对比变压器线包和铁芯及功率模块散热片样机实测结果与仿真结果,验证了辅助变流器箱体热仿真设计方法的可行性.     

新型平衡牵引变压器负序电流仿真计算与分析

电气化铁道属于不对称供电系统,为降低牵引变压器及接线方式对电力系统的负序影响,经电力、铁路部门研究,提出采用新型平衡牵引变压器,该牵引变压器采用中间带抽头的Scott接线方式。根据其接线方式及特点,分析其电气特性,推导一次侧与二次侧绕组电流的变换关系、负序电流计算公式,并以工程实例进行该牵引变压器负序电流仿真计算。电流仿真计算表明:由于牵引变电所两供电臂电流的差异,采用不同的牵引变压器及接线方式,产生的负序电流是不同的,新型平衡牵引变压器及接线方式产生的负序电流,在一定的持续时间内介于V/V接线牵引变压器和单相接线牵引变压器之间。     

单台Yn，d11式变压器构成的新型同相供电系统

单相工频牵引供电系统对电力系统造成了三相负载不平衡、无功和谐波污染问题,同时对通信信号有严重的干扰,制约了高速、重载铁路的发展。针对单台接线式变压器,在BT供电方式的基础上,以三相三桥臂结构,将有源滤波器与Yn。d11接线变压器结合构成新型同相供电系统。根据瞬时无功功率理论,通过有功电流分离法实时检测谐波及无功电流,并结合平衡变换原理平衡负序。仿真证实平衡方式和检测控制方法正确,该系统方案可行。     

高速铁路牵引供电系统等值电路与短路计算

针对高速电气化铁道,考虑电力系统阻抗、牵引变压器阻抗、牵引网阻抗及自耦变压器漏抗等因素,提出了基于V,x接线变压器的AT牵引供电系统等值电路,并依此给出了短路电流计算公式,为电铁设计及现场配合计算提供理论基础。基于Matlab/Simulink和LabVIEW的仿真计算验证了模型的可行性,与实测数据的对比分析验证了模型的正确性。     

单相牵引变压器在单线电气化铁路的应用分析

结合工程实例,针对小运量的单线电气化铁路分析了采用单相变压器时电力系统的负序影响,并与三相V/v接线牵引变压器进行比较。结论表明,对于单线电气化铁路而言,单相牵引变压器负序影响并不一定比其他类型的牵引变压器大,在选择牵引变压器接线形式时,应结合线路负荷特点,有针对性地选择。     

城轨变电站接线方式及高可靠性费用比较

根据西安地铁2号线向城市供电部门缴纳的费用,论述高可靠性供电费用收取的依据、标准。通过分析比较,说明在变电站的建设投资中,不仅要考虑电气设备的投资,还要考虑像高可靠性供电费用这样的隐性投资;在设计变电站的接线方式时,要根据城市电网的特点,结合电力部门的意见,选择安全可靠、投资经济的接线方式。     

用全寿命周期成本法选择地铁变压器

本文根据地铁负荷的实际情况,通过对在运营的广州地铁一号线中的实际负荷统计,提出应用设备全寿命周期方法选择地铁系统主变压器、牵引变压器和动力变压器,以达到减少地铁变压器安装容量,降低变压器运行损耗,从而节省建设和运营费用的目的。对地铁供电系统的设计和运营具有一定的参考价值。     

三相变四相电力变压器模型与实验研究

建立了三相变四相四心柱电力变压器的数学模型,提出并证明了设计该变压器绕组阻抗所须满足的中性点接地条件与平衡条件;设计制作了该变压器实验模型,实验验证了理论分析的正确性;理论分析与实验研究表明,在设计该变压器必须满足的阻抗约束关系中,应优先满足中性点接地条件的要求.     

基于有源滤波器和AT供电方式的新型同相牵引供电系统

2台YN,d接线变压器十字交叉构成的AT牵引供电系统,接线复杂,变压器容量利用率低,相邻供电区段必需用分相绝缘器分断,不利于高速铁路运行。由1台YN,d接线变压器加四桥臂有源滤波器构成的新型同相AT牵引供电系统,可以实现同相供电,取消分相绝缘器;可以节省变压器,原边中性点可方便接地;在有源滤波器的作用下,可以实现消除三相不平衡、动态滤除谐波和补偿无功,使变压器容量得到充分利用;由于采用了AT供电方式,因此可以获得综合经济性能优越的通信防护效果。仿真实验也证实了这一点。     

牵引变压器绕组变形在线检测方法研究

国内外的研究和统计表明,变压器绕组变形是电力系统安全运行的一大隐患,通过测量变压器绕组短路电抗来判断变压器绕组是否变形是一种有效的方法。本文提出了2种通过在线监测原、次边的电压和电流,实时计算绕组的短路电抗来判断变压器绕组变形的方法,并对电气化铁路主要接线形式的牵引变压器绕组变形的在线监测方案进行了设计。论文分析了互感器误差对短路电抗测量结果的影响;通过变压器建模,分析了磁滞特性和负载变化大小对短路电抗测量结果的影响,验证了该方法在工程应用上的可行性。     

国际展览馆中变压器互为备供的研究与探讨

根据一二级负荷的供电要求,阐述了变压器互为备供的方式和和要求,说明了一、二级负荷占比与变压器负荷率的关系,并用工程设计实例介绍了变压器不能经济运行时,利用空调专用变压器作为重要负荷备供的方法和操作流程。