一种变压器无功及负序电流补偿系统技术方案

本申请实施例公开了一种变压器无功及负序电流补偿系统，该系统包括：变压器与有源变流装置；其中，变压器的一次侧绕组与电网连接，二次侧绕组与负载连接；二次侧绕组上设置有中间抽头，有源变流装置通过所述中间抽头与变压器的二次侧绕组连接；还包括：控制装置；控制装置与有源变流装置连接，用于控制有源变流装置输出二次侧补偿电流，以补偿负载电流的无功及负序电流分量。解决了现有的技术方案中由于负载的无功及负序分量仍然流经了变压器，使得变压器出现发热、效率降低等一系列负面情况的技术问题。

A Transformer Reactive Power and Negative Sequence Current Compensation System

The embodiment of this application discloses a transformer reactive power and negative sequence current compensation system, which includes: transformer and active converter; primary winding of transformer is connected with power grid, secondary winding is connected with load; secondary winding is provided with intermediate tap, and active converter is connected with secondary winding of transformer through the intermediate tap; and the secondary winding of transformer is also included. The control device is connected with the active converter to control the secondary side compensation current of the output of the active converter to compensate the reactive power and negative sequence current components of the load current. In the existing technical scheme, the reactive power and negative sequence components of the load still flow through the transformer, resulting in a series of negative conditions such as heat generation and efficiency reduction of the transformer.

【技术实现步骤摘要】
一种变压器无功及负序电流补偿系统
本申请涉及变压器保护
，尤其涉及一种变压器无功及负序电流补偿系统。
技术介绍
电能作为一种经济实用、清洁方便的能源，己成为经济发展及人民生活的重要基础。但电网中各种单相、不对称与感性负载越来越多，特别是在农村，电力机车、大型工业用电机等单相用电负载被广泛使用，给电网带来的影响日趋严重，造成了诸如功率因数偏低、负序电流含量大等电能质量问题。功率因数偏低会加大输电线路损耗，降低输电效率；大量的负序电流注入电网会引起发电机过热甚至烧毁。现有的一种无功及负序电流治理方法是，在变压器的一次侧绕组抽头上连接变流装置，由变流装置提供补偿电流，在变压器的一次侧实现补偿电流与负载的无功及负序电流分量的安匝平衡，从而可以阻止负载的无功及负序电流继续向网侧传播。然而，现有的技术方案中由于负载的无功及负序分量仍然流经了变压器，使得变压器出现发热、效率降低等一系列负面情况。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种变压器无功及负序电流补偿系统及方法，解决了现有的技术方案中由于负载的无功及负序分量仍然流经了变压器，使得变压器出现发热、效率降低等一系列负面情况的技术问题。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种变压器无功及负序电流补偿系统，该系统包括：变压器与有源变流装置；所述变压器的一次侧绕组与电网连接，二次侧绕组与负载连接；所述二次侧绕组上设置有中间抽头，所述有源变流装置通过所述中间抽头与变压器的二次侧绕组连接；还包括：控制装置；所述控制装置与所述有源变流装置连接，用于控制所述有源变流装置输出二次侧补偿电流，以补偿负载电流的无功及负序电流分量。优选地，还包括：滤波电感；所述有源变流装置通过所述滤波电感与所述中间抽头连接。优选地，所述滤波电感具体为所述二次侧绕组的复用部分。优选地，所述有源变流装置具体为有源无功补偿装置；或所述有源变流装置具体为三电平拓扑结构或三相桥臂拓扑结构或模块化多电平拓扑结构的逆变装置。本申请第二方面提供了一种变压器无功及负序电流补偿方法，应用于上述第一方面提供的任一种系统，该方法包括：从负载电流中提取出无功及负序电流；获取到包括网侧电流的预设磁动势平衡方程中的负载电流的第一特征系数及二次侧补偿电流的第二特征系数；将所述第一特征系数作为所述无功及负序电流的第三特征系数；根据所述无功及负序电流、所述第二特征系数与所述第三特征系数，计算出所述二次侧补偿电流，以使变流装置输出所述二次侧补偿电流对所述无功及负序电流进行补偿。优选地，所述根据所述无功及负序电流、所述第二特征系数与所述第三特征系数，计算出所述二次侧补偿电流具体包括：根据预设公式IC＝-N-1M·ILh，计算出所述二次侧补偿电流；其中，IC为所述二次侧补偿电流、ILh为所述无功及负序电流、N为所述第二特征系数，M为所述第三特征系数。优选地，所述获取到包括网侧电流的预设磁动势平衡方程中的负载电流的第一特征系数及二次侧补偿电流的第二特征系数之前还包括：根据变压器的一次侧绕组匝数、二次侧绕组匝数以及中间抽头两侧绕组的匝数比，建立所述变压器的磁动势平衡方程，并将所述磁动势平衡方程转换为包括网侧电流、负载电流及补偿电流的预设磁动势平衡方程。优选地，所述将所述磁动势平衡方程转换为包括网侧电流、负载电流及补偿电流的预设磁动势平衡方程具体包括：将所述磁动势平衡方程中的一次侧绕组电流转换为网侧电流，将所述磁动势平衡方程中的二次侧绕组电流转换为负载电流和二次侧补偿电流，得到预设磁动势平衡方程。优选地，所述将所述磁动势平衡方程中的一次侧绕组电流转换为网侧电流，将所述磁动势平衡方程中的二次侧绕组电流转换为负载电流和二次侧补偿电流具体包括：根据变压器的联接方式建立对应侧的KCL方程，根据所述KCL方程将所述磁动势平衡方程中的一次侧绕组电流转换为网侧电流，将所述磁动势平衡方程中的二次侧绕组电流转换为负载电流和二次侧补偿电流。本申请第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第二方面提供的变压器无功及负序电流补偿方法。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例中，提供了一种变压器无功及负序电流补偿系统，在变压器的二次侧绕组上设置了中间抽头，使有源变流装置通过中间抽头可以连接到变压器的二次侧绕组。如此，在系统运行时，可以通过控制装置对有源变流装置输出的补偿电流进行调控，使得在变压器的二次侧输入的二次侧补偿电流与负载的无功及负序电流的安匝平衡，在变压器的二次侧便阻止了负载的无功及负序电流的去路，使其无法流经变压器，从而使得变压器不再出现发热、效率降低等一系列负面情况。附图说明图1为本申请实施例提供的一种变压器无功及负序电流补偿系统的结构示意图；图2为本申请提供的一种变压器无功及负序电流补偿方法的第一个实施例的流程示意图；图3为本申请实施例提供的Δ/Y变压器无功及负序电流补偿系统的电气接线图；图4为本申请实施例提供的Y/Δ变压器无功及负序电流补偿系统的电气接线图；图5(a)为图4所示的Y/Δ变压器的二次侧绕组电路的第一叠加电路的电路图；图5(b)为图4所示的Y/Δ变压器的二次侧绕组电路的第二叠加电路的电路图；图6为本申请实施例提供的有源变流装置的调控原理图；图7为本申请提供的一种变压器无功及负序电流补偿方法的第二个实施例的流程示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。为了便于理解，可以参见图1，图1为本申请实施例提供的一种变压器101无功及负序电流补偿系统的结构示意图，该系统包括：变压器101与有源变流装置105。其中，变压器101应当是接入电网106的变压器101，其一次侧绕组102可以与电网106连接，其二次侧绕组103可以与用电负载107连接。可以在变压器101的二次侧绕组103上设置中间抽头104，以便于有源变流装置105通过中间抽头104与变压器101的二次侧绕组103形成连接。需要进一步说明的是，中间抽头104的设置可以实现对中间抽头104两侧绕组的匝数比的调节，当匝数比设置合理时，可以使得有源变流设备的电压与电流达到最优，从而充分发挥了变压器101的电磁潜能和有源变流设备的容量潜能。为了消除有源变流装置105输出的二次侧补偿电流的高次谐波分量，可以在有源变流装置105与二次侧绕组103上的中间抽头104之间串联滤波电感。优选地，滤波电感可以为高频滤波电感，从而有更好的滤波效果。滤波电感可以是外置的独立电感器件，但还有一种实现方式是可以通过复用一部分变压器101的二次侧绕组103来充当有源变流设备的输出滤波电感，从而可以为低压大电流开关器件提供很好的应用场合。有源变流装置105可以是各种有源无功补偿装置，有源无功补偿装置有很多，比如静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(SVG)、静止同步补偿器(STATCOM)等装置，又比如有源电力滤波器(APF)、串联补偿与并联补偿相结合的统一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器无功及负序电流补偿系统，其特征在于，包括：变压器与有源变流装置；所述变压器的一次侧绕组与电网连接，二次侧绕组与负载连接；所述二次侧绕组上设置有中间抽头，所述有源变流装置通过所述中间抽头与变压器的二次侧绕组连接；还包括：控制装置；所述控制装置与所述有源变流装置连接，用于控制所述有源变流装置输出二次侧补偿电流，以补偿负载电流的无功及负序电流分量。

【技术特征摘要】
1.一种变压器无功及负序电流补偿系统，其特征在于，包括：变压器与有源变流装置；所述变压器的一次侧绕组与电网连接，二次侧绕组与负载连接；所述二次侧绕组上设置有中间抽头，所述有源变流装置通过所述中间抽头与变压器的二次侧绕组连接；还包括：控制装置；所述控制装置与所述有源变流装置连接，用于控制所述有源变流装置输出二次侧补偿电流，以补偿负载电流的无功及负序电流分量。2.根据权利要求1所述的变压器无功及负序电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明，王涛，梁晓兵，徐柏榆，雷二涛，王玲，刘军，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广东,44