一种输电连接结构

摘要

本发明公开了一种输电连接结构，包括送端、升压变压器和降压变压器；所述送端包括直流电源和交流电源，所述升压变压器为三绕组结构，所述升压变压器的高压侧和低压侧均为星形结构，所述升压变压器的低压侧与交流电源连接，所述升压变压器的高压侧中性点与直流电源连接，所述升压变压器的高压侧通过输电线路与降压变压器的高压侧连接，所述降压变压器的低压侧与交流电网并网；所述升压变压器高压侧的三根绕组上均设置有一抽头，三根抽头共同连接一三相滤波器。本发明通过将直流电源接入升压变压器的高压侧中性点，利用输电线路进行交流电能和直流电能的同步传输，提高了输电线的输送能力。

主权项

一种输电连接结构，其特征在于：包括送端、升压变压器和降压变压器；所述送端包括直流电源和交流电源，所述升压变压器为三绕组结构，所述升压变压器的高压侧和低压侧均为星形结构，所述升压变压器的低压侧与交流电源连接，所述升压变压器的高压侧中性点与直流电源连接，所述升压变压器的高压侧通过输电线路与降压变压器的高压侧连接，所述降压变压器的低压侧与交流电网并网；所述升压变压器高压侧的三根绕组上均设置有一抽头，三根抽头共同连接一三相滤波器；三相滤波器抑制谐波，原理如下：针对交流输电，假设输电线路每相的交流电压分量为V_ph，输电线路传输的交流功率P_ac为P_ac＝3V_ph²sind/X    (1)其中X为输电线路的交流电抗，d为输电线路两端的功角差；针对直流输电，假设输电线路每相的直流电压分量为V_dc，输电线路传输的直流功率P_dc为P_dc＝3V_dcI_dc      (2)其中I_dc为输电线路每相的直流电流分量；因此，输电线路传输的总功率为Pt_otal＝P_ac+P_dc＝3V_ph²sind/X+3V_dcI_dc    (3)直流电流流入升压变压器绕组时，升压变压器铁芯将出现饱和，由基尔霍夫定律可得：$\left\{\begin{array}{c}{I}_S=I_L+I_F+I_M\\ U_M=I_F(Z_3+Z_4)\\ U_S=I_S{Z}_1+I_F(Z_3+Z_4)\\ U_L=I_F(Z_3+Z_4)-I_L{Z}_2\end{array}\right.---\left(4\right)$其中，U_S为电压源，U_L为负载电压，U_M是励磁电压，I_S为输电线路电流，I_L为负载侧电流，I_M为励磁电流，I_F为三相滤波器中的电流，Z₁、Z₂、Z₃、Z₄分别为升压变压器一次绕组等效阻抗、二次绕组等效阻抗、三次绕组等效阻抗、三相滤波器等效阻抗；对式(4)进行变换可知：$I_S=\frac{U_S}{Z_1+Z_3+Z_4}+\frac{I_L+I_M}{\frac{Z_1}{Z_3+Z_4}+1}---\left(5\right)$$I_F=\frac{U_S}{Z_1+Z_3+Z_4}-\frac{I_L+I_M}{\frac{Z_3+Z_4}{Z_1}+1}---\left(6\right)$当负载侧电流I_L、励磁电流I_M以及电源电压U_S一定时，I_S主要与一次绕组等值阻抗Z₁，三次绕组等效阻抗Z₃以及三相滤波器的等效阻抗Z₄有关，通过调整升压变压器绕组布置方式，使Z₃≈0，三相滤波器将对特定频率的谐波产生调谐作用，当三相滤波器的等值阻抗Z₄≈0时，此时I_S与I_M、I_L无关，从而屏蔽对输电线路电流I_S的影响；对式(4)进行变换可知：$I_L=-\frac{U_L}{Z_2+Z_3+Z_4}+\frac{I_S-I_M}{\frac{Z_2}{Z_3+Z_4}+1}---\left(7\right)$当Z₃+Z₄≈0时，升压变压器负载侧电流I_L只与负载电压U_L和绕组阻抗有关，由于升压变压器磁饱和产生的谐波对其影响几乎为零。