[發明專利]一種十二脈波感應濾波變壓器結構

在審

• 申請號: 202210249169.5
• 申請日: 2022-03-14
• 公開（公告）號: CN114744890A
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張曉;竇照宇;常燦琦;李德路;李昌易
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M1/12;H02J3/00;H02J3/01;H02J3/18;H01F30/12;H01F27/28;H01F27/30
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 周愛芳

本發明涉及一種十二脈波感應濾波變壓器結構，屬于變壓器技術領域。它包括兩臺變壓器主體和兩臺相同的六脈波整流器，每臺變壓器主體電路包括從內到外布置的閥側繞組、濾波繞組和網側繞組；兩個變壓器主體的網側繞組并聯連接電網電源，閥側繞組分別連接一臺六脈波整流器，所述的兩個濾波繞組并聯連接后接調諧濾波器；兩臺變壓器機組繞組連接方式分別為采用D，yn11，d0結構和D，yn11，yn11結構。當整流系統產生諧波電流時其中主要的5、7次諧波在并聯濾波繞組中相抵消，11、13次諧波由調諧濾波器產生相反的電流將諧波電流抵消。對比傳統雙機組本發明減小諧波在變壓器中流通對變壓器本體造成的損害。

技術領域

本發明涉及一種十二脈波感應濾波變壓器結構，屬變壓器技術領域，具體是一種將兩臺變壓器并聯構成的感應濾波變壓器，適用于交直流整流系統。

背景技術

電力電子器件在電網中的廣泛應用不可避免地給電網系統帶來諧波污染等問題。大功率變流設備的使用會帶來大量的諧波，如不采取有效的措施，則會使導致電網電壓電流嚴重失真，電能質量降低，損害配電、用電設備，引起安全事故。

傳統的電力濾波可以有效地對諧波進行濾除，解決電能質量的問題，通常措施有在網側使用無源濾波器，有源濾波器亦或混合濾波器。但是傳統的電力濾波方案無法解決連接非線性負載和配電網之間的電能質量問題。在大功率直流供電系統中換流變壓器二次交流側的相電流很高，因此無法在二次側安裝濾波以及無功補償裝置。故濾波裝置需放在換流變壓器的網側，這意味著換流器產生的諧波可以在變壓器中自由流通，這會使變壓器產生振動、升溫以及噪聲等帶來額外的損耗，降低了變壓器的壽命，增加成本。傳統雙機組十二脈波整流系統雖然可以解決網側電流的電能質量問題，然而依舊是無法解決諧波電流會在變壓器中流通的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種十二脈波感應濾波變壓器結構，用來解決現有傳統DY-DD型十二脈波濾波方案中諧波流經變壓器會對變壓器本體造成損耗的問題。

為了實現上述目的，本發明是以如下技術方案實現的：一種十二脈波感應濾波變壓器結構，它包括兩臺變壓器主體，還包括兩臺相同的六脈波整流器，所述的每臺變壓器主體電路包括三個繞組，從內到外分別是閥側繞組、濾波繞組和網側繞組；所述的兩個變壓器主體的網側繞組并聯連接電網電源，閥側繞組分別連接一臺六脈波整流器，所述的兩個變壓器的濾波繞組為星形連接并聯后接調諧濾波器；當整流系統產生諧波電流時其中主要的5、7次諧波在并聯濾波繞組中相抵消，11、13次諧波由調諧濾波器產生相反的電流將諧波電流而抵消，從而大大降低諧波對變壓器本體的損害。

所述的一種新型十二脈波感應濾波變壓器結構中變壓器Ⅰ中網側繞組、濾波繞組、閥側繞組接線方式為D，yn11，d0的接線方式，所述的變壓器Ⅱ中網側繞組、濾波繞組、閥側繞組接線方式為D，yn11，yn11的接線方式，變壓器Ⅰ和變壓器Ⅱ的網側繞組均為三角形接法，閥側繞組分別為三角形接法與星形接法分別接入兩臺相同的六脈波整流器后接負載，濾波繞組均為星形接法，并聯后接調諧濾波器。

所述的濾波繞組為零阻抗設計，實現超導。濾波繞組零阻抗設計通過改變繞組的間距、軸向和輻向尺寸實現：

其中Z_k12、Z_k13、Z'_k23分別為網側-閥側、網側-濾波側、閥側-濾波側的短路阻抗。

采用了此結構由于磁勢平衡原理與調諧濾波器相互作用，實現諧波抑制，補償無功，減小變壓器網側容量。

本發明十二脈波感應濾波變壓器結構具有以下特點：

(1)十二脈波系統的一次網側接線均采用三角形接線法其能夠對高次諧波起到抑制作用，同時由于三角形接法可以使3次諧波形成環流，因此可以屏蔽3次諧波使其不流入網側。