隔离变压器的选型方法

　　隔离变压器被广泛用作整流设备的变压器，那么它的三个具体用途是什么？这是隔离变压器应用zui广泛的行业，如电解有色金属化合物生产铝、镁、铜等金属；电解水产生氢气和氧气。它主要用于向电传动中的DC电机供电，如轧机的电枢和励磁系统。隔离变压器也用于矿山或城市电力机车的DC网络系统。由于电力机车频繁启停会造成不同程度的短期过载，所以这类变压器的温升ji限和电流密度都很低。

　　国外对多相输电的研究已经进行了20多年。与三相交流输电相比，多相输电，尤其是四相交流输电，可以提高输电能力，降低损耗。同时单相大容量电气设备(如工频感应炉、电渣重熔炉等。)是目前电加热加工设备中常用的。如果之前的供电容量相比单相负载并不大，必然会给之前的电力变压器带来三相负载不平衡。在电气化铁路牵引供电系统中，国内外牵引变压器的发展经历了不平衡牵引变压器和平衡牵引变压器(三相至两相降压变压器)两个时期，但仍不能解决电力机车负荷注入电网的负序电压、电流和谐波问题。为了解决注入电网的单相电力负荷的负序和谐波问题，在不对电网造成污染的情况下，为电气化铁路机车、电气化车站等单相供电中的三相负荷提供所需的电能，国内研究人员采取了一系列方案来解决这些特殊负荷对电力系统的负序和谐波影响。但是，由于它们仍然采用基于电容和电抗器的串联补偿方法，采用传统方法实现电压-相位系统的转换，不能从根本上解决向负载供电的电能质量问题，因此没有取得良好的效果，也没有大规模应用的报道。

　　另一方面，电能质量问题造成了巨大的经济损失。估计每次电能质量问题中断或重启生产线，都可能造成30.1万美元的损失。由于电能质量问题，美国每年损失200亿美元。然而，即使系统是按照zui大可靠性设计的，电能质量问题也无法避免。用电子式电力变压器解决上述问题，性价比zui好。因为任何其他方法不仅需要补偿设备，还需要相同负载容量的传统变压器和相应的保护设备。

　　由于隔离变压器功率转换的特殊性，它提供的负载需要实现相数转换或频率转换，而这些转换中的任何一种都必然会使变压器向负载提供的电能质量偏低。另一方面，由于负载侧和电源侧的相数和频率不同，会有一系列谐波电流反馈到电源侧，对电网造成污染，影响电源对其他负载的供电质量。

　　电子式电力变压器将电力电子技术应用于变压器的设计和制造，通过电力电子转换技术实现电力系统中的电压转换和能量传递。设计思路来源于高频连接的交/交转换电路。输入的工频交流信号由电力电子转换装置转换成高频信号，然后由高频变压器耦合到二次侧，再由电力电子转换装置将得到的高频信号转换成工频交流信号输出。选择合适的控制算法，通过合适的控制电路控制两侧电力电子变换器的通断，实时控制交流侧的电压幅值和相位，实现变压器一次侧和二次侧电压、电流和功率的灵活调节。中频和高频变压器起到隔离和转换的作用。因为频率很高，所以铁心变压器的体积与其频率成反比，所以可以做得很小。

　　将电子式电力变压器原理引入隔离变压器制造领域，相当于将传统变压器及其配套的电能质量补偿装置如监测、电力有源滤波器、综合电能质量调节器等功能进行整合，可以大大降低成本。专用电子电力变压器(SEPT)不仅可以在供电侧正常的情况下为负载提供高质量的电力，甚至在供电侧出现谐波和畸变的情况下也可以为负载侧提供高质量的电力，可以zui大限度地消除从负载侧到反馈供电侧的谐波和畸变电流，从而保证变压器两侧的电能质量。同时，当变压器两侧出现异常时，可以立即做出反应。

　　目前，大功率电力电子转换技术已广泛应用于输配电系统。电力电子转换技术在电力系统中的应用，可以提高电能质量和供电可靠性，减轻电气设备的重量和体积，节省大量的铜、钢等原材料。随着电力电子技术的广泛应用，它也可以大大节约电能，从而节约大量资源和一次能源，改善人类的生活环境。随着电力电子技术的发展，特种电力电子变压器的理论和制造技术将得到充分发展，在电力系统中具有广阔的前景。