用串联连接的电压源PWM变频器抑制变压器冲击电流的方法

摘要 ： 提出了抑制变压器冲击电流的新方法。小功率电压源PWM 变频器通过匹配的变压器与其他变压器串联。当接通的 PWM 变频器为阻性时，没有冲击现象发生。单相电路中，电流冲击时充当阻尼电阻的PWM变频器的额定功率为主变压器的 14％，而在三相电路中为 19％。利用PSCAD／EMTDC技术数字计算机仿真无法确定该方法的有效性和良好的实用性。研制了一台试验样机进行试验，结果证实所提出的方法可以完全避免冲击现象的发生。

关键词：冲击电流；二次冲击现象；铁心饱和；串接电压源PWM变频器；变压器模型；PSCAD／EMTDC

1 冲击电流抑制法

1.1 用 PSGAD／EMTDC组建的变压器模型

PSCAD／EMTDC考虑了变压器的铁心饱和及电源接通时会产生冲击电流的问题。表1列出本文所提及的变压器的试验结果。根据该试验结果，在PSCAD／EMTDC基础上构建了变压器模型。表2示出在PSCAD，EMTDC基础上构建的变压器模型的参数，PSCAD，EMTOc技术可以考虑铁心的饱和磁通和磁滞，但为简化起见，磁滞可忽略不计，仅考虑饱和电压、冲击电流衰减时间和空心阻抗。变压器模型没有考虑变压器的匝数 和铁心截面积，磁通利用电压积分模拟生成。因此 ，按设定的饱和电压可能考虑铁心饱和问题。这里的饱和电压为 1.25 pu。对于电力变压器，一般假设所用取向性硅钢片的额定磁通密度为 1.5 T，饱和电压下的饱和磁通密度为2.1 T。一方面，电压相位为0时接通变压器，铁心的最大磁通密度则为3.0 T。由此可知 ，用设定的饱和电压来研究变压器铁心的饱和现象是 比较恰当的。空心电抗取决于线圈 的电抗，即使在铁心完全饱和、变压器铁心为空心状态时，也存在空心电抗的阻抗。为简化起见，在PSCAD／EMTOC中把空心电抗值设定为漏抗的2倍。另一方面，文献 ^[3]给出了空心电抗的实测值，比漏抗约大20％ 30％。考虑到这一点，本文中使用PSCAD／EMTDC的设定值，把空心电抗看成是漏抗的2倍。在表2中。漏抗为0.114n．空心电抗即为0.228Ω。在PscAD／EMTDc中有必要给空心电抗一个单位 “pu”。研究用的变压器的额定电压为200V、额定电流为3OA、额定阻抗为6.67Ω，因此把空心电抗设定为 0.034 pu。

阅读全文：用串联连接的电压源PWM变频器抑制变压器冲击电流的方法