1000KVA多脉波移相整流变压器的设计开题报告

 2020-02-10 10:02
1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

移相变压器也叫相角调整器,其电源侧和负载侧的电压是相等的,但这两侧的相角差在一定范围是连续可调的。通过移相变压器的相角调节,可以控制并联电力系统各并联支路的电流,从而解决由于并联传输电路引起的过电流问题,提高电力系统的运行稳定性及效益,同时通过相角的调节,还可以实现输电网络中的潮流分布,使得电能的分配更合理。

20 世纪 30 年代,美国第一台 PST 问世以来,PST研究工作从未间断; 由通过控制变压器分接开关位置来实现相移的机械式 PST;到解决了机械式 PST响应及寿命问题的晶闸管式 PST;混合式可控PST,响应速度快,可以实现输出矢量连续调节,具有改善系统线路动态性能。近7年来见下表可知,国外主要集中于对移相器在实际工程应用中故障分析,开展了一系列针对 PST的继电保护策略及算法研究。另有学者对配电网系统中PST谐波抑制、交流线圈绕组损耗研究,这为移相器后续工程建设提供参考。

国内方面,在最新的电网改革背景下,移相变压器作为电力系统中调节潮流的重要设备,日益受到广泛的关注。在国内,早在1996年,中国电力科学研究院的专家就提出利用移相器控制电网并行线路潮流,如保定天威集团在2003年为美国太平洋电力公司生产了2台H相300MVA/230kV移相变,2006年,华东电力试验研究院提出利用移相变压器来降低短路电流和提高电网的输送能力,在2007年又为美国西北能源公司制造了350MVA/230kV移相变压器,在2014年及2015年,四川省电力科学研究院及华北电力大学相继进一步说明了移相变压器在电网中应用的前景。移相变压器已经在控制电网潮流方面成为不可缺少的设备,可以说移相变压器的应用需求一定会随着网络容量和互联程度的増长而继续増加。由于国内起步比较晚,目前还停留在国内对于移相器的研究着眼于对移相器建模与仿真研究,以及移相器在超高压工程建设的理论研究;对移相器工程建设及应用问题分析较少。研究方向见下表

但是移相变压器现在普遍存在体积较大的情况,因此缩小体积、提高单位体积功率密度是高压变频技术发展努力的方向之一。尤其是大功率和超大功率高压变频,在项目改造、推广应用中对体积有着更为明显的要求。体积过大带来的运输、安装、土建,船舶等方面的问题往往成为阻碍技术应用的考虑因素。目前有源前端(Active Front End,AFE)可以很好地解决这个问题。

AFE(有源前端)通常位于主电源进线侧,因此被称为前端,采用 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistors,自关断整流元件)作为功率元件,开通或关断均可控,输入交流电,输出为直流电。尤其适用频繁快速起动、制动和正反转的电机变频调速场合。

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