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文档简介

1、固态变压器研究概述1.。概念。固态变压器乂称电力电子变压器( Electronic Power Transformer, EPT),是一种将电力电子变换技术和基丁电磁感应原理的高频电能变换技术 相结合，实现将一种电力特征的电能转变为另一种电力特征的电能的静止电 气设备。与常规变压器相比，EPT有很多优点，其突出特点在丁可以实现原 方电流、副方电压以及功率的灵活控制。EPT应用丁电力系统后将会改善电能质量，提高系统稳定性，实现灵活的输电方式以及电力市场下对功率潮流 的实时控制。2.0基本原理。电子电力变压器的基本原理如图所示，首先通过电力电子变 换技术将入信号变换为较高频率信号，经高频变压器耦合

2、到二次侧，然后再 通过电技术将高频信号还原成工频交流输出。总的来说，按照变频部分的实 现方法分为两大类：第一种是变换过程不存在中间直流环节，即直接AC/AC变换，第二种是变换过程中存在中间直流环节，即 AC/DC/AC3. 拓扑结构。1) AC/AC变换拓扑结构。其工作原理为：工频信号先被变换为中频信号 (600 Hz112 kHz)后通过中频隔离变压器耦合到其副方，中频信号随后乂被同 步还原为工频信号。为了减小器件开关过程中由丁电流突变造成的过电压，该方案采用了一种4级开关控制策略，可使功率器件在无吸收电路的条件下 安全换向。2) AC/DC/AC变换拓扑结构。.图中是其一相的整体结构图，也

3、是一种3级 结构方案(AC/DC/AC ),包含高压、隔离和低压级。该方案的特点在丁隔离级 只使用了一个高频变压器，整个装置的功率器件数减少 1?3 ,解决了多模块并联 带来的均流问题。这种PET的高压级各模块为单相全控整流桥，采用PWM整流，输入电流波形好，可实现功率的双向流动。4. 优点。1）体积小，重量轻，无环境污染。2）运行时可保持二次侧输出电压幅值包定，不随负载变化，且平滑可调。3）可保证一次侧电压电流和二次侧电压为正弦波形，且一二次功率因数可调。4）变压器一二次电压、电流和功率均高度可控。5）兼有断路器的功能，大功率电力电子器件可瞬时 （从s级）关断故障大电流，也 无需常规的变压器

4、继电保护装置5. 应用前景。对电力电子变压器进行研究的一个重要趋势是通过电力电子变压器 解决电能质量问题，即电力电子变压器既具备传统变压器的功能，如电能传输、 隔离、变换等，乂具有抑制谐波双向流动、防止负载侧出现故障影响电源电压、 输出电压可以有直流分量，消除电压跌落、升高，以及过电压、欠电压等电源侧 电压的干扰对负荷的影响，对各种电量进行监测、显示、分析处理来判断各种异 常情况对其自身和系统进行保护，并给出报警信号和故障类型等信息。6研究趋势。1）对适合丁电力电子变压器的各种电路拓扑进行深入研究。 因为，为了使电力电 子变压器早日应用，应当从提高可靠性，降低损耗着手。而目前所使用的电路结 构复杂，可靠性低，损耗大。2）对电力电子变压器控制策略加以研究， 得

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