基于对称分量法的变压器谐波传输特性研究

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1、第32卷第1期四川电力技术Vo1．32．No．12009年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．，2009基于对称分量法的变压器谐波传输特性研究周晋，郭蕾，黄军，魏光(西南交通大学电气工程学院，四川成都610031)摘要：基于对称分量理论，利用变压器的谐波模型，对三相不平衡系统中的谐波传输进行了研究，重点考察了变压器接线方式对谐波传输的影响；并在此基础上，提出了综合电压不平衡度。仿真和实测数据验证了对称分量理论在分析谐波与负序相互作用时的正确性和可行性。关键词：对称分量法；变压器；综合电压不平衡度Abstract：Basedo

2、nsymmetricalcomponentmethod，theharmonictransmissioninunbalancethree—phasesystemisstudiedbyusingtransformerharmonicmode1．Theinfluenceoftransformerconnectionmodeonharmonictransmissionismainlyana·lyzed．Onthisbasis，totalvoltageunbalancedegreeisproposed．Finally，theaccuracyandfeasibilityo

3、fsymmetricalcompo—nentmethodareverifiedbythesimulationandthemeasureddatainthecaseofanalyzingtheinteractionofharmonicsandneg．ativesequence．Keywords：symmetricalcomponentmethod；transformer；totalvoltageunbalancedegree中图分类号：TM401文献标识码：A文章编号：1003—6954(2009)O1—0028—04随着高压直流输电的发展和各种电力电子装置表1

4、三类不对称的大量应用，电力系统的非线性负荷部分越来越不容类型不对称条件忽视，使得谐波问题更加突出。对不平衡的三相系弟一类小对称仅二相幅值小相等第二类不对称相相角不循环‘A—B一相差个统，由于系统自身的不对称或者负荷的不对称使得系统的谐波呈现明显的不对称性。目前一些文献都是第三类不对称三榭晌B将谐波和负序分开进行研究¨】j，而在实际中谐波和负序是紧密联系在一起的，尤其在谐波情况下其不1．2三种类型的谐波对称性更加明显。变压器是电网中的重要传输器件以电压为例，假设其平均值为零，三相系统的电之一，采用对称分量法对其在不对称谐波下的特性进压通过傅里叶变换可以表示成以下

5、形式，行了研究，提出了综合不平衡度并通过仿真和实测数u。(t)=∑Uocos(kwt+d：)t据验证了该参数在分析谐波与负序相互作用时的合k：1理性和准确性。{I“(￡)=∑1cos[k(wt一÷J仃)+：](2)1理论基础I^Uc=∑-kcos[k(wt+÷仃)+l一1．1三相系统中的三类不对称根据的不同取值，谐波可分为3种类型：正序一一般三相系统电气量可以表示成5。(t)、S(t)和性、负序性和零序性，如表2所示。S(t)；当三相电气量满足式(1)时，称其为对称三相表2谐波的类型系统。S(t)=S6(t+T／3)=S(t—T／3)(1)从式(1)可以看出对

6、称三相系统必须满足两个条件：一是三相幅值相等；二是三相相角满足A相超1．3对称分量法和综合电压不平衡度前B相1／3个周期，B相超前C相1／3个周期。根据对于不对称的畸变三相系统，可以先通过傅里叶这两个对称条件可以将不对称系统分为三类，见表变换将每相的基波和谐波提取出来，再通过对称分量1。·28·第32卷第1期四川电力技术Vo1．32，No．12009年2月SichuanElectricPowerTechnologyFeb．，2009法逐次分解为正序分量、负序分量和零序分量，即z，用此值可以评价变压器损耗与谐波次数之间的关系。：：[]r(3)，『2其中，：[]，

7、表示a、b、c三相的Zeq的定义式为：z=(7)～

8、1～OUt次谐波电压。1式中，U表示等效单相电压(U=÷r1OlOl1J=÷IL12l，式中=,／v2A++)；5表示变压器输入的视在功率；．s111J表示变压器输出的视在功率。变压器△接法主要对零序电流起到阻断的作用，、[／、分别表示次谐波的正序分量、负由于零序电流是同相的，在变压器的△接绕组内形成序分量和零序分量。对于不同类型的谐波，定义了平衡电压、不平衡环流，以致于经过△接的变压器将不会出现零序电电压和综合电压不平衡度，其计算式分别为式(4)、流。所以零序电流对变压器的损耗有很大的贡献。式(5)和式(6

9、)。平衡电压：基波和正序性谐波的正序电