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三相三柱电抗器与三相五柱电抗器的应用比较

2020-07-16

目前,并联环流的抑制方法主要集中在通过优化控制算法,保证各并联逆变器的输出一致,为了实现精准控制需要精密的检测元件、反馈系统、控制及驱动系统,导致逆变器的控制系统变得冗杂,成本、体积都相应地增大。而采用增加零序电抗器的方法则可在保证控制系统不变的情况下获得更好的并联效果,但增加零序电抗器意味着逆变器成本和体积的增加。本文将通过磁集成技术,在不增加体积的情况下,将共模(零序)电抗器集成到逆变电抗器中。


三相五柱电抗器结构:由于前级滤波电抗器采用3个独立的单相铁硅粉芯电抗器组成,逆变器内部需要很多的连接结构,导致系统结构复杂,体积、成本相应增加。而采用铁硅粉芯材质作三相电抗器的磁芯,其3 个线圈各自漏感也可构成零序电抗器,其漏磁通主要由横穿过磁芯柱的旁路磁通组成。而旁路磁通增大会使正序感量降低,正序谐波的抑制效果减弱;同时旁路磁通会穿过电感线圈,导致绕组涡流损耗的增加,对电抗器的效率、温升都会产生明显的影响。电抗器厂家为了保证三相电抗器具有足够的零序电抗器,在三相磁柱之外增加2 个磁柱,构成三相五柱式的电抗器。


以由两台125 kW 三相逆变器并机组成的250kW 光伏逆变系统为例, 其常用的结构框图如图1所示。其中三相逆变电路采用多电平逆变拓扑,滤波器采用LCL 型滤波器,为了保证滤波器有足够的零序电抗器,前级滤波电抗器需要采用3 个独立的单相铁硅粉芯电抗器组成;后级滤波电抗器由于电流谐波较少,可以采用价格相对便宜的三相硅钢电抗器。

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