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负序和谐波抑制变压器磁特性和电特性研究
| 论文题名： | 负序和谐波抑制变压器磁特性和电特性研究 |
| 关键词： | 电气化铁道;牵引变压器;负序和谐波抑制;电磁特性 |
| 摘要： | 由于电气化铁道运输具有速度快、成本低、无环境污染等优势，在近几年中取得了高速发展。然而，电气化铁道负载因其具有单相性、移动性、非线性等特点给大电网电力系统带来了很多不可忽视的负面效果。其中由于不对称性而给牵引变电所三相侧带来的负序电流以及非线性而产生的谐波电流，对电网的影响最为明显。故电气化铁道负序和谐波的有效综合治理是一个亟需解决的重大课题和难点问题。 牵引变压器是连接外部电网与牵引供电网的关键设备，其对整个系统的能量转换起着举足轻重的作用。传统的牵引变压器仅具有变换电压与变换相数的作用(三相变两相等)，而本文所研究的是既能抑制负序又能抑制谐波的特殊牵引变压器。 首先分析了负序谐波抑制变压器的拓扑结构，对比了几种常用牵引变的负序抑制性能，分析了谐波屏蔽变压器的谐波抑制能力。针对单相谐波屏蔽变压器进行了电磁场分析，计算了短路阻抗，对比分析了各工况下各绕组电流及受力情况。提出了一种基于谐波平衡有限元理论的绘制谐波磁通的新方法，研究了谐波磁通的分布特点。在ANSOFT软件中依据实际尺寸建立了谐波屏蔽变压器的2D轴对称有限元模型，利用场路耦合法进行仿真计算，在MATLAB软件中编写相关程序绘制出各次谐波磁通的分布图。结果表明，当磁通中有高次谐波时，高次谐波磁通呈现出涡旋效应，且铁心中涡旋效应与谐波磁通值之间存在一定的关系。 结合V/V型牵引变和谐波屏蔽变压器各自的优势，提出由谐波屏蔽变压器构成V/V型牵引变的思想，继而提出在该新型V/V牵引变上加装一套铁路有功调节器(RPC)以实现负序和谐波的统一治理功能。建立了该套系统的电路仿真模型并对其在几种工况下进行了验证。 |
| 作者： | 张洪浩 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 张志文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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