摘要：为揭示自耦补偿与谐波屏蔽（新型）换流变压器电磁暂态瞬变过程，模拟直流输电系统中新型换流变压器网侧与阀侧端口电压、电流的输入、输出特性以及交直流之间的相互作用，利用仿真软件Matlab分别建立了用于6脉动与12脉动直流输电系统的新型换流变压器仿真模型，并将其应用到直流输电系统动态仿真中。仿真结果表明：新型换流变压器取代传统换流变压器在一定程度上优化了直流输电系统的结构，通过对变压器第三绕组的零阻抗设计及绕组抽头处滤波器参数的合理配置，既能降低换流变压器网侧谐波含量、有效减少谐波与无功对换流变压器的损耗，又改善了换流变压器阀侧的线电压与相电流，有利于换流器可靠换相与正常运行。

　　0 引言

　　自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器（新型换流变压器）具有特殊的绕组布置结构与阻抗匹配关系，该特点可实现利用变压器绕组的安匝平衡作滤波机理的自补滤波方式。由于这种滤波方式与无源滤波及有源滤波相比有诸多优势，因此特别适合于由于非线性负荷的作用而存在大量谐波与无功的直流输电系统。

　　与传统换流变压器相比，新型换流变压器的副边绕组有抽头引出接辅助滤波装置，这势必改变绕组间的电磁关系。由于新型换流变压器副方绕组间的紧密配合，各绕组之间既有磁的联系，又有电的联系，特别是公共三角形绕组所需要的零阻抗设计，这在一定程度上对变压器设计提出了严格的要求。在新型换流变压器应用于实际电力系统中时，需要考虑它的电磁暂态瞬变过程及其在直流输电系统中的运行特性。本文尝试通过暂态仿真的方法对新型换流变压器进行相关的研究。

　　现有的许多电力系统暂态仿真软件所用的均是传统意义上的变压器模型，没有具有特殊绕组联结方式的换流变压器暂态仿真模型[4-9]。因此，有必要建立新型换流变压器的通用仿真模型，这对开展与新型换流变压器相关的直流输电系统故障分析、暂态稳定性及交直流系统相互作用等问题的研究均具有很强的现实意义。

　　本文利用动态仿真软件Matlab/Simulink 中的电力系统工具箱（power system blockset，PSB）分别建立用于6脉动与12脉动直流输电系统的U/D（延边）新型换流变压器的通用仿真模型，并将该模型应用于直流输电系统暂态仿真中，通过仿真结果分析了新型换流变压器在抑制直流输电系统谐波及改善系统运行性能方面所具有的优越性。

　　1 新型换流变压器的绕组接线与仿真模型

　　1.1 新型换流变压器的绕组接线

　　图 1 为用于12 脉动直流输电系统的新型换流变压器绕组接线与辅助滤波兼无功补偿设备布置图。可以看出，新型换流变压器副方采用延边三角形连接，中间引出抽头接辅助滤波装置，这在接线方式上相当于将传统变压器原方网侧的无源滤波装置移到副方绕组的中部，以充分发挥自补滤波的作用，改善与消除传统滤波与无功补偿的不足。

图 1 新型换流变压器的绕组接线

全文PDF：基于自耦补偿与谐波屏蔽换流变压器的直流输电系统仿真研究.rar