直流变压器

摘要： 直流变压器作为未来高压直流电网互联的关键设备,将对远距离大规模新能源的消纳起到重要作用。现首先介绍了模块化多电平型直流变压器的拓扑结构和基本工作原理,然后提出了类两电平调制方法,并在此基础上分析了电容和电感的参数设计问题,最后通过仿真进行了验证。

摘要： 讨论了改进型输入串联输出并联(ISOP)直流变压器发生双极短路故障时的电气特性和各个参数之间的关系。根据直流故障穿越的特性,在小时间尺度内,将中压侧直流电抗器电感作为因变量,推导了其与其他参数变量的显式方程,并提出了一定约束条件下的简化计算方法,更加有利于工程应用。工程应用结果验证了所提计算方法的准确性。

摘要： 高压直流送出技术是大规模、远距离海上风电开发的重要手段,送出换流阀是其核心装备。基于模块化多电平换流器(MMC)的交流汇集送出换流阀存在成本高、体积和重量大等问题,海上平台工程建设成本高,而基于直流变压器(DCT)的直流汇集送出换流阀有望解决这一问题。首先,通过分析直流汇集送出换流阀的技术特征和可行的拓扑结构,明确了采用容性能量转移型直流变压器(CET-DCT)构成直流汇集送出换流阀,具有成本低、体积和重量小、效率高等特点。然后,进一步将CET-DCT拓扑改进为适用于工程应用的双极拓扑,介绍了所提拓扑的基本工作原理,并搭建了仿真模型和实验平台,仿真结果和实验结果充分验证了拓扑的可行性。最后,与基于MMC的交流汇集送出换流阀拓扑综合对比表明,基于CETDCT的直流汇集送出换流阀技术经济性更好。

摘要： 针对移相-谐振双有源桥(PS-SRDAB)混合型直流变压器(DCT),该文提出一种热备用冗余设计及其控制策略。为提高该类DCT内部谐振双有源桥(SRDAB)单元运行可靠性,将所备用的移相双有源桥(PSDAB)与其并联连接。在正常运行时,SRDAB与备用PSDAB单元同时工作,并通过控制高压侧电容电压实现两类模块内部传输能量配比。若SRDAB出现如过电流、过电压、过温等故障,对其进行闭锁后热备用PSDAB将承担模块全部功率。该文分析采用冗余设计时混合模块化直流变压器(HMDCT)的工作原理及运行特性,建立系统动态小信号模型,同时研究在采用传统电压闭环控制策略时的运行稳定性。利用所搭建的实验原理样机验证了所提出的冗余设计及控制策略的有效性。

摘要： 我国的可再生能源,特别是分布式能源发展迅速,大规模分布式能源发电的汇集传输需求增大。现有的汇集拓扑存在汇集能力弱、效率偏低、模块化程度不足等问题。本文结合现有分布式发电汇集的主要特征,特别是光伏等可再生能源以直流方式传输增多的特点,提出适用于大规模分布式发电汇集的多端口直流变压器拓扑,能够减少多级交流变换,提高大量光伏汇集并网的能力,同时设计了相应的控制策略保证汇集需求。最后通过搭建模型对拓扑运行进行验证。

摘要： 多端互联柔直配电网是建立新型电力系统的重要载体。多端柔直配电网端口特性复杂、节点多,单端交流故障闭锁瞬间造成各端口潮流阶跃式波动,容易涌入阻抗小的直流变压器触发保护停机。论文依托大型实际工程建设以及运行中出现的技术难题,采用一种T接星型多端柔性直流配电网拓扑作为系统结构,建立以双端有源桥为单元的直流变压器的稳态模型,分析揭示了直流变压器存在潜在流通回路的涌流机理,综合分析了直流变压器参数设计依据。针对变压器瞬间涌流的问题,提出了一种H桥暂时性闭锁+DAB不闭锁抑制策略,通过DAB模块的电抗串入增强了涌流抑制能力,暂时性闭锁策略迅速解除提升系统运行可靠性。最后通过仿真和实际大型工程试验运行结果验证了论文方法的有效性和实用性,具有工程实用化价值。

摘要： 直流输、配电网的应用会面临多种复杂的设计场景,单极输入、真双极输出的DC/DC变换需求就是其中一种。该应用场景的双极输出在负载不平衡的情况下易导致输出电压的不均衡,从而影响系统的稳定运行。针对上述问题,一种用于单极到真双极变换的直流变压器与功率平衡拓扑被提出,用以解决负载不平衡情况下的DC/DC电压变换问题。在输出的正负极之间设计功率平衡系统(power balance system,PBS),使不平衡功率经由该系统传输,平衡两极之间电压。最后,仿真结果和实验结果均验证了所提拓扑的可行性。

摘要： 采用当前方法对DC-DC变换器的直流变压器进行控制时,控制效率低、抗扰性差、损耗检测误差大。为解决存在的问题,提出一种基于SRDAB DC-DC变换器的直流变压器控制方法。通过分析基于串联谐振型双主动全桥(SRDAB)的DC-DC变换器在运行过程中产生的半导体器件暂态损耗、半导体器件通态损耗、变压器一般损耗等各类损耗,以此计算变换器在工作过程中的总损耗。将损耗最小作为目标,建立变换器的直流变压器控制模型,并设置相关约束条件,采用遗传算法对直流变压器控制模型进行求解,完成直流变压器的控制。实验结果表明,所提方法效率高、抗扰性好、损耗检测误差小,实际应用效果好。

摘要： 直流变压器是中压直流配电网中的重要能量传输及管理枢纽。针对基于串联输入并联输出结构的模块化直流变压器,开展了一系列关键技术的研究,包括系统拓扑结构、控制与调制策略以及主电路关键元器件工程化设计与优化。通过建立模型分析了直流变压器端口的故障阻断和故障穿越过程,归纳了限流电抗的计算方法。最后搭建了一台1 MW直流变压器工程样机及试验平台进行测试,整机最高转换效率超过97%。

摘要： 对于采用输入串联输出并联(ISOP)的直流变压器,输入侧电压平衡控制是必要且复杂的设计。基于双有源桥式模块,提出了一种改进的输入电压自平衡型直流变压器拓扑。通过在模块间增加开关谐振支路,该拓扑在不增加开关器件数量的前提下实现了输入侧电压自平衡。通过对开关谐振支路的电流应力分析,发现该支路不会产生额外的开关损耗,也不会影响各模块工作原理。与传统均压控制解耦算法的对比表明,所提拓扑的电压自平衡特性避免了由于建模精度不足所带来的系统稳定性风险。文中给出了该直流变压器电压控制设计,并在不改变谐振支路工作状态的前提下,给出了故障模块切除和恢复的控制方案。仿真和实验验证了该拓扑的功能和特点。

摘要： 随着电力电子技术的发展,直流微电网以其强大的节能优势受到越来越多的关注.本文以光伏发电,储能电池,直流变压器以及负荷构成的直流微电网为研究对象,考虑了并网、孤岛以及孤岛向并网平滑切换的3种运行方式,设计了系统的工作模式,给出了直流微电网中各变换器的控制策略.针对建立直流变压器开关模型时存在的仿真步长短,计算节点数目多,仿真效率低等问题,给出了直流变压器的稳态等效模型,简化仿真,保证精度的同时提高仿真效率.最后,基于电磁暂态仿真验证了系统运行的有效性,直流变压器稳态等效模型的可行性.

摘要： 随着直流配电网的发展,新一代直流变压器技术受到广泛专注。对新型直流变压器结构特性的精确实时仿真是其技术研发中最为关键的问题,其主要挑战在于小步长模型的搭建,高频开关信号的采集,以及拓扑结构的灵活变换扩展。本文基于eHS解算器思想,在RT-LAB环境中搭建了基于高频隔离双向DC-DC模块级联结构的直流变压器的仿真模型。RT-LAB充分利用FPGA的快速计算、可重构映射的特性,建出步长小于1微秒的直流变压器模型,通过对10kHz开关信号的精确采集完成电压源相角的精确控制,以及实现多阶直流变压器的灵活扩展。本文从直流变压器的拓扑特点以及控制策略的原理出发,阐述了直流变压器在FPGA上进行片上仿真的必要性,并且创新性地提出了一种解耦方法,使多阶模块级联型直流变压器能够在多个eHS内核上并行计算。最后通过比较RT-LAB实时仿真与MATLAB SimPowerSystems离线仿真的结果,并结合理论分析证明了eHS解算器在直流变压器仿真领域的适用性。

摘要： 针对应用于双极性直流电网隔离型模块化多电平直流变压器,本文提出了一种对推式测试方法.在接入直流电网之前,可对变换器进行性能测试和功能测试,性能测试包括热测试可靠性测试等,功能测试包括变换器的启动功能、均压功能、保护功能、电流控制功能、电压控制功能、功率控制功能等.使用本文提出的对推测试方法,可在单个单向直流电源情况下,实现双极变换器系统的满功率运行,尽量模拟变换器在直流电网中的运行状态,完成变换器进行各项测试和参数调试工作,为变换器接入直流电网做足准备.

摘要： 随着直流配电网的发展,新一代直流变压器技术受到广泛专注.对新型直流变压器结构特性的精确实时仿真是其技术研发中最为关键的问题,其主要挑战在于小步长模型的搭建,高频开关信号的采集,以及拓扑结构的灵活变换扩展.rn 本文基于eHS解算器思想,在RT-LAB环境中搭建了基于高频隔离双向DC-DC模块级联结构的直流变压器的仿真模型.RT-LAB充分利用FPGA的快速计算、可重构映射的特性,建出步长小于1微秒的直流变压器模型,通过对10kHz开关信号的精确采集完成电压源相角的精确控制,以及实现多阶直流变压器的灵活扩展.本文从直流变压器的拓扑特点以及控制策略的原理出发,阐述了直流变压器在FPGA上进行片上仿真的必要性,并且创新性地提出了一种解耦方法,使多阶模块级联型直流变压器能够在多个eHS内核上并行计算.最后通过比较RT-LAB实时仿真与MATLAB SimPowerSystems 离线仿真的结果,并结合理论分析证明了eHS解算器在直流变压器仿真领域的适用性.

摘要： 简要论述传统变压器的原理和局限性，变压器在电力行业的应用。重点介绍直流变压器的工作原理、技术要求以及直流变压器的应用价值。直流变压器主要为了用来改变恒压直流电的电压，打破直流电不能变压的局限性，拓展直流电的应用领域，简化直流电变压电路，提高电能利用效率。直流变压器的工作原理类似于磁流体发电，核心部分是通过匀强磁场使有一定初速度的电子束偏转，使电子束打到上下两个金属板之一，使两个电极板之间产生相对电动势，从而将恒定电压从加速电压改变到输出电压，实现对恒压直流电电压的改变。按照文章中的设计，可以制造出不同于传统交流变压器的直流变压器，新型变压器有望应用于直流高压输电和燃料电池等领域，有不错的节能、经济价值。总之，直流变压器对电力行业来讲，是一个突破性发明，若能得到认可并推广，必将发挥重大作用。

摘要： 变压器油纸混合绝缘介质是直流变压器的主要绝缘材料，其空间电荷特性不仅会改变油纸绝缘材料的介电强度，还关系着直流变压器运行的稳定性与可靠性，而水分和温度对油纸绝缘系统的击穿强度和绝缘寿命有着决定性的影响。本文通过电声脉冲法对水分和温度联合作用对油纸绝缘系统的直流空间电荷特性的影响进行了探究，实验测试了三层油纸绝缘系统在30kV/mm场强下，15°C和55°C时，三种不同水分含量（0.28%、1.32%和4.96%）的空间电荷加压与去压的动态特性。分析了水分、温度对油纸材料内部空间电荷注入、迁移、积聚和消散特性的影响。实验结果表明，受陷电荷的迁移率随水分含量和温度的升高而增大，正负电荷甚至能够穿过介质的阻挡到达异号电极的附近区域。油纸绝缘样品的水分含量和温度越高，正负电荷的注入就越为明显，电荷的消散速率也越快，而且油纸绝缘试品更容易被击穿。

摘要： 变压器油-纸混合绝缘介质作为直流变压器设备的主要绝缘材料,其空间电荷特性既影响油纸绝缘材料的介电强度,又关系着直流变压器运行的稳定性和可靠性。在变压器实际运行过程中,油纸绝缘系统内部水分的存在是不可避免的。水分不仅能严重降低油纸绝缘的电气强度,而且会加速油纸绝缘老化、缩短绝缘寿命。本文探讨了多层油纸绝缘材料在不同水分含量(4.96％,1.32％,0.28％)下的直流空间电荷特性。分析了水分对油纸材料内部空间电荷积聚、消散的影响。研究结果表明,水分对油-纸绝缘试品内部空间电荷的积聚和消散特性影响显著。油纸试品水分含量的增加,增快了电荷在试品内部的迁移速率,试品内部电荷消散速率快慢依次为4.96％>1.32％>0.28％。

摘要： 在变压器绕组上使用换位导线(CTC)曾经对变压器的设计产生过革命性的作用，并对电力工业带来了巨大的经济效益.要谈CTC的应用和发展，就不能不谈与它紧密相连的变压器的发展和前景.本文介绍了换位导线形式，分析了变压器发展及换位导线的发展前景。

摘要： 在变压器绕组上使用换位导线(CTC)曾经对变压器的设计产生过革命性的作用，并对电力工业带来了巨大的经济效益.要谈CTC的应用和发展，就不能不谈与它紧密相连的变压器的发展和前景.本文介绍了换位导线形式，分析了变压器发展及换位导线的发展前景。

摘要： 在变压器绕组上使用换位导线(CTC)曾经对变压器的设计产生过革命性的作用，并对电力工业带来了巨大的经济效益.要谈CTC的应用和发展，就不能不谈与它紧密相连的变压器的发展和前景.本文介绍了换位导线形式，分析了变压器发展及换位导线的发展前景。

摘要： 本发明公开了一种基于T型半桥及双变压器的新型宽电压增益直流变换器，涉及电压的变换装置技术领域。结合T型桥臂与双变压器优势，提出一种在宽电压增益下保持低损耗运行的新拓扑。通过控制不同电压增益时的变压器接入状态，有效降低等效电感的电流应力及电流有效值。拓扑原边侧采用T型桥臂，进而为效率优化提供更多可能性。本发明通过原副边不同工作模态的组合，可形成多种形式的电压变换比，通过不同电压增益与电压变换比的适配，选择出最优的拓扑进行工作，从而显著降低变换器的电流应力。本发明采用滞环特性进行模态切换，避免了当输入电压在临界切换点波动时的抖动问题，有广阔的应用范围。

摘要： 一种直流变压器包括铁芯、初级线圈、第一次级线圈以及第二次级线圈。其中，铁芯具有气隙，其包括第一脚柱、第二脚柱以及第三脚柱。第二脚柱具有第一气隙。第三脚柱具有第二气隙。第一次级线圈缠绕于第一脚柱以及第二脚柱，且通过第一气隙产生第一电感。第二次级线圈缠绕于第一脚柱以及第三脚柱，且通过第二气隙产生第二电感。本发明的直流变压器，其将输出电感整合于其中，节约印刷电路板空间，提高直流变压器的效率以及产品的电力密度。另外，本发明还提供一种使用该直流变压器的直流/直流转换器。

摘要： 本发明涉及一种混合动力车辆的电驱动系统，其具有：牵引电池（1）；高压中间回路（2）；脉冲逆变器（3），其与高压中间回路（2）耦接；电机（5），其与脉冲逆变器（3）耦接；直流变压器（6），其与脉冲逆变器（3）和高压中间回路（2）耦接并且设计用于将来自高压中间回路（2）的高压（UE）转换成用于车载电网的低压（UA）；低压电池（8），其与直流变压器（6）耦接；多个能够选择接通的电气的车载电网负载（9a、9b），其与低压电池（8）和直流变压器（6）耦接；以及控制装置（7），其设计用于在牵引电池失灵时通过电机以电流调节的方式运行直流变压器（6）以供给车载电网负载（9a、9b）。

摘要： 一种直流/直流转换器，其包含一输入滤波器，一无控制半桥转换器，一同步整流器，一输出电容，以及一直流变压器。该直流变压器包含一铁芯、一初级线圈、一第一次级线圈以及一第二次级线圈。该直流变压器的铁芯包含一第一脚柱、一具有一第一气隙的第二脚柱，以及一具有一第二气隙的第三脚柱。该第一次级线圈缠绕于该第一脚柱以及该第二脚柱，并通过该第一气隙产生一第一电感。该第二次级线圈缠绕于该第一脚柱以及该第三脚柱，并且通过该第二气隙产生一第二电感。采用本发明的直流/直流转换器，不须在印刷电路板上制作电感，即可抑制输出电压的噪声，因此可减少电感的损失，提高直流变压器的效率以及产品的电力密度。

摘要： 本发明提供一种直流变压子单元及包括直流变压子单元的直流变压器，直流变压子单元包括故障隔离电压均衡模块和DC/DC换流器；故障隔离电压均衡模块的高压侧连接高压直流母线，DC/DC换流器的低压侧连接低压直流母线，质量和占地面积均较小，且成本低；直流变压子单元的直流变压器包括多个直流变压子单元；多个直流变压子单元的高压侧采用串联方式，满足耐压等级要求，多个直流变压子单元的低压侧采用并联方式，满足大功率要求，大大减少了直流变压子单元的层数，减小了占地面积，且节省了成本，能够满足单向功率流动和双向功率流动的不同应用场景，且能够实现高压侧故障的自动隔离和穿越。

摘要： 本申请涉及一种开关电容接入式直流变压器及直流变压器的控制方法。所述方法包括：获取所述开关电容接入式直流变压器中各所述直流变换单元的中压侧电容的实时电压值，并根据所述实时电压值对所述直流变换单元排序；根据所述开关电容接入式直流变压器的电流方向，确定所述开关电容接入式直流变压器的充放电状态；根据排序结果及所述充放电状态控制各所述直流变换单元的工作状态，确定第一预设数量个所述直流变换单元为功率传输模块及第二预设数量个所述直流变换单元为冗余模块。采用本方法能够使SCDCT整个运行过程中始终维持其中压侧所有子模块电容电压的均衡，从而避免冗余子模块替换时可能出现的电流冲击。

摘要： 本申请涉及一种直流变压器的控制方法，应用于开关电容接入式直流变压器，所述方法包括：控制各所述直流变换单元预充电，并确定第一预设数量个所述直流变换单元为功率传输模块及第二预设数量个所述直流变换单元为冗余模块；其中，所述第一预设数量与所述第二预设数量之和小于或等于所述预设数量；按照预设轮换顺序对各所述功率传输模块及各所述冗余模块进行轮换控制，使得各所述功率传输模块的开关损耗位于预设损耗范围内，及各所述冗余模块的开关电容的电压变化量位于预设电压范围。采用本方法能够使SCDCT块电容电压恒定，保证SCDCT的长期运行安全。

摘要： 本申请公开了一种直流变压器的控制电路及直流变压器，当直流变压器的负载电流从较小值突变到较大值时，直流变压器的输出电压会迅速下降，迟滞比较电路的第一输入端的电压与迟滞比较电路的第二输入端的电压跟随输出电压的下降而下降，但由于高通滤波电路的作用，迟滞比较电路的第一输入端的电压与迟滞比较电路的第二输入端的电压下降的速率不相同，当迟滞比较电路的第一输入端的电压与迟滞比较电路的第二输入端的电压的差值达到迟滞比较电路的迟滞电压时，迟滞比较电路的输出端的输出信号翻转，以使直流变压器导通，使得直流变压器的输出电压能够及时回到目标值，从而改善直流变压器的输出响应。

摘要： 本发明涉及一种混合动力车辆的电驱动系统，其具有：牵引电池（1）；高压中间回路（2）；脉冲逆变器（3），其与高压中间回路（2）耦接；电机（5），其与脉冲逆变器（3）耦接；直流变压器（6），其与脉冲逆变器（3）和高压中间回路（2）耦接并且设计用于将来自高压中间回路（2）的高压（UE）转换成用于车载电网的低压（UA）；低压电池（8），其与直流变压器（6）耦接；多个能够选择接通的电气的车载电网负载（9a、9b），其与低压电池（8）和直流变压器（6）耦接；以及控制装置（7），其设计用于在牵引电池失灵时通过电机以电流调节的方式运行直流变压器（6）以供给车载电网负载（9a、9b）。

摘要： 本发明公开了一种三端口AC‑DC与三端口直流变压器组合型交直流变换器及其控制方法，属于电力电子变换器技术领域。所述三端口AC‑DC与三端口直流变压器组合型交直流变换器由三端口双向交直流变换器和三端口双向直流变换器构成，存在电压恒定的高压、电压可变的低压两条直流母线。本发明利用可变低压直流母线直接实现直流变换器输入、输出电压之间的增益匹配，三端口直流变换器能够始终工作在增益固定的效率最优点，同时多电平特性有利于减小三端口交直流变换器开关损耗以及交流侧滤波器体积，能够大幅提升变换器整体效率，特别适合直流侧电压大幅变化的交流‑直流双向电能变换场合，在电动汽车、储能系统等领域具有重要应用价值与应用前景。