双绕组变压器谐波传递特性研究

胡雪凯,张 乾,田 广,罗 蓬,杨少波

(1.国网河北省电力有限公司电力科学研究院,河北 石家庄 050021;2.国网河北省电力有限公司检修分公司,河北 石家庄 050070;3.国网河北省电力有限公司,河北 石家庄 050021)

0 引言

随着电力系统的高速发展,大量电力电子设备接入电网,包括各种新能源发电技术的发展与应用,电力系统的谐波问题愈加严重[13]。电力系统的谐波问题大多是由谐波发生源引起的,主要包括变频设备、电力电子变换器等,约占总谐波发生量的三分之二,另外居民户用电器谐波发生量占比约为23%[45],其他如电弧炉等。此外,由于现在电力系统中大量的半控、全控器件的采用,导致系统高次谐波含量大大增加,所以现在国内外对于谐波研究有注重更高次影响趋势[6]。

变压器作为必要的变电设备在电力传输和供配电中发挥着巨大的作用,其安全可靠以及经济运行一直是电力系统中的重点研究目标[7-9]。一方面,电力变压器会发生谐波,是一种谐波源;另一方面,电力变压器作为输变电设备,其他谐波源发生的谐波将通过其进行传递[10-11]。另外,谐波较大时还会增加变压器的铜损和铁损,对其寿命造成不良影响[1215],从而影响变压器的可靠运行,严重时甚至会烧毁变压器,甚至引起电网局部故障和保护装置的误动作[1617],导致局部乃至整个电网电力瘫痪。

本文从双绕组变压器的等效谐波模型出发,分别研究了谐波电压源/谐波电流源经双绕组变压器在不同负载率、不同功率因数和不同短路容量下的传递规律,为实际系统的变压器选型以及滤波器装置设计与投运提供理论指导。……