摘要：為揭示自耦補償與諧波屏蔽（新型）換流變壓器電磁暫態(tài)瞬變過程，模擬直流輸電系統(tǒng)中新型換流變壓器網(wǎng)側(cè)與閥側(cè)端口電壓、電流的輸入、輸出特性以及交直流之間的相互作用，利用仿真軟件Matlab分別建立了用于6脈動與12脈動直流輸電系統(tǒng)的新型換流變壓器仿真模型，并將其應(yīng)用到直流輸電系統(tǒng)動態(tài)仿真中。仿真結(jié)果表明：新型換流變壓器取代傳統(tǒng)換流變壓器在一定程度上優(yōu)化了直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，通過對變壓器第三繞組的零阻抗設(shè)計及繞組抽頭處濾波器參數(shù)的合理配置，既能降低換流變壓器網(wǎng)側(cè)諧波含量、有效減少諧波與無功對換流變壓器的損耗，又改善了換流變壓器閥側(cè)的線電壓與相電流，有利于換流器可靠換相與正常運行。

　　0 引言

　　自耦補償與諧波屏蔽換流變壓器（新型換流變壓器）具有特殊的繞組布置結(jié)構(gòu)與阻抗匹配關(guān)系，該特點可實現(xiàn)利用變壓器繞組的安匝平衡作濾波機(jī)理的自補濾波方式。由于這種濾波方式與無源濾波及有源濾波相比有諸多優(yōu)勢，因此特別適合于由于非線性負(fù)荷的作用而存在大量諧波與無功的直流輸電系統(tǒng)。

　　與傳統(tǒng)換流變壓器相比，新型換流變壓器的副邊繞組有抽頭引出接輔助濾波裝置，這勢必改變繞組間的電磁關(guān)系。由于新型換流變壓器副方繞組間的緊密配合，各繞組之間既有磁的聯(lián)系，又有電的聯(lián)系，特別是公共三角形繞組所需要的零阻抗設(shè)計，這在一定程度上對變壓器設(shè)計提出了嚴(yán)格的要求。在新型換流變壓器應(yīng)用于實際電力系統(tǒng)中時，需要考慮它的電磁暫態(tài)瞬變過程及其在直流輸電系統(tǒng)中的運行特性。本文嘗試通過暫態(tài)仿真的方法對新型換流變壓器進(jìn)行相關(guān)的研究。

　　現(xiàn)有的許多電力系統(tǒng)暫態(tài)仿真軟件所用的均是傳統(tǒng)意義上的變壓器模型，沒有具有特殊繞組聯(lián)結(jié)方式的換流變壓器暫態(tài)仿真模型[4-9]。因此，有必要建立新型換流變壓器的通用仿真模型，這對開展與新型換流變壓器相關(guān)的直流輸電系統(tǒng)故障分析、暫態(tài)穩(wěn)定性及交直流系統(tǒng)相互作用等問題的研究均具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。

　　本文利用動態(tài)仿真軟件Matlab/Simulink 中的電力系統(tǒng)工具箱（power system blockset，PSB）分別建立用于6脈動與12脈動直流輸電系統(tǒng)的U/D（延邊）新型換流變壓器的通用仿真模型，并將該模型應(yīng)用于直流輸電系統(tǒng)暫態(tài)仿真中，通過仿真結(jié)果分析了新型換流變壓器在抑制直流輸電系統(tǒng)諧波及改善系統(tǒng)運行性能方面所具有的優(yōu)越性。

　　1 新型換流變壓器的繞組接線與仿真模型

　　1.1 新型換流變壓器的繞組接線

　　圖 1 為用于12 脈動直流輸電系統(tǒng)的新型換流變壓器繞組接線與輔助濾波兼無功補償設(shè)備布置圖?？梢钥闯觯滦蛽Q流變壓器副方采用延邊三角形連接，中間引出抽頭接輔助濾波裝置，這在接線方式上相當(dāng)于將傳統(tǒng)變壓器原方網(wǎng)側(cè)的無源濾波裝置移到副方繞組的中部，以充分發(fā)揮自補濾波的作用，改善與消除傳統(tǒng)濾波與無功補償?shù)牟蛔恪?/FONT>