變頻變壓器（variable frequency transformer，VFT）是一種能夠連接異步電網(wǎng)的新型靈活交流輸電系統(tǒng)設(shè)備。變頻變壓器是一種集成了變壓器、移相器、水輪發(fā)電機(jī)、雙饋電機(jī)和直流驅(qū)動(dòng)等技術(shù)的新型異步電網(wǎng)互聯(lián)裝置，期核心部件是在定子與轉(zhuǎn)子側(cè)都有單相繞組的旋轉(zhuǎn)變壓器，并通過直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)整轉(zhuǎn)子磁場相對(duì)于定子磁場的相位移，從而控制經(jīng)變頻變壓器輸出的功率大小和方向。變頻變壓器主要有旋轉(zhuǎn)變壓器、直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)和集電環(huán)等3部分組成。其中，旋轉(zhuǎn)變壓器是通過磁耦合原理實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子與定子兩側(cè)系統(tǒng)功率交換的主題，直流電機(jī)是控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及變頻變壓器傳輸功率大小的關(guān)鍵設(shè)備，集電環(huán)是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子繞組與外部系統(tǒng)形成電氣連接的設(shè)備。

型    號(hào)： BPK-33060  三進(jìn)三出60KVA變頻變壓器

電路方式： IGBT / PWM調(diào)制

輸出波形： 標(biāo)準(zhǔn)正弦波   CF=1.4

輸入電壓： 3相4線+地線  380V±10%（線電壓）  50HZ±3HZ（輸入頻率可定做）

輸出電壓： 3相4線+地線  線電壓（L-L） 460V（固定）其它可定做

輸出電流： 87A  （隨功率和電壓改變而改變）

輸出頻率：60HZ固定（可定做）

頻率穩(wěn)定度：≦0.01﹪

負(fù)載穩(wěn)壓率：≦1﹪

波形失真率：≦2﹪（純阻性負(fù)載）

相位角：120°±1°

波峰因數(shù)比：3：1

面板顯示：輸出電壓、輸出電流、輸出頻率、 輸出功率及輸出功率因數(shù)（切換顯示）

保護(hù)功能：輸出過流保護(hù)、過壓保護(hù)、過溫度保護(hù)、短路保護(hù)、自診斷保護(hù)及報(bào)警裝置

保護(hù)反應(yīng)時(shí)間：≦2ms

整機(jī)效率:≧87﹪

絕緣耐壓：1800V AC/10mA/1min

絕緣阻抗：500V DC/50MΩ

冷卻方式：強(qiáng)制風(fēng)冷

噪音：1m處小于60db

工作環(huán)境溫度：0~45℃

相對(duì)濕度：0~95﹪（非凝結(jié)狀態(tài)）

特點(diǎn)

變頻變壓器具有異步聯(lián)網(wǎng)、輸送功率控制、頻率調(diào)整、向弱系統(tǒng)供電、黑啟動(dòng)電源、抑制低頻功率振蕩等功能。在功能上與直流背靠背相似，但比背靠背更適合用于弱電源系統(tǒng)，更有利于減少占地，GE公司在北美裝設(shè)了5臺(tái)。在調(diào)節(jié)控制上與調(diào)相器類似，但能夠通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平滑調(diào)節(jié)相位移，保持系統(tǒng)間的同步，實(shí)現(xiàn)異步系統(tǒng)之間的穩(wěn)定功率傳輸。

問題

額定功率與海拔的關(guān)系：由于海拔高，空氣稀薄，故通過對(duì)流（特別是自然對(duì)流）的散熱能力下降，故特別要考察位于玉門時(shí)的（海拔1500m以上）變壓器的帶負(fù)荷能力。

噪音問題：容量相近，但變頻變壓器的噪音遠(yuǎn)大于主變。變頻變壓器是兩個(gè)變壓器的并聯(lián)，都流過很大的諧波電流，引起的磁場突變，加上二次側(cè)的電流換相，引起硅鋼片振動(dòng)所致。主變諧波電流很小，磁場變化緩慢，還沒有換相問題。

容量問題：由于流過大量諧波電流和無功電流，容量大于24MW，為30MW。

作用

實(shí)現(xiàn)一次與二次側(cè)線電壓的相位偏移，與整流器一起形成了12脈沖整流系統(tǒng)，減小了整流器對(duì)電網(wǎng)的諧波輸出，特別是減小了5、7，17、19，29、31等次的電流諧波輸出。

變換到需要的二次側(cè)電壓，這里是從10kV變到5.57kV，是出于減小諧波電流的目的。

實(shí)現(xiàn)整流器與電網(wǎng)間的電氣隔離，系統(tǒng)更可靠、安全。

應(yīng)用

電網(wǎng)是關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是電力傳輸?shù)妮d體和能源資源優(yōu)化配置的重要平臺(tái)。特別是隨著清潔能源的加快發(fā)展，以及電網(wǎng)智能化技術(shù)的推廣應(yīng)用，電網(wǎng)的作用越加凸顯。由于我國依次能源與生產(chǎn)力呈逆向分布，且能源生產(chǎn)遠(yuǎn)離用電負(fù)荷中心，為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不斷增長的用電需要，對(duì)加強(qiáng)電網(wǎng)互聯(lián)和靈活控制，提高電網(wǎng)優(yōu)化配置能源資源的能力提出了更為緊迫的要求。變頻變壓器在這一背景下研發(fā)出來，在我國未來電網(wǎng)發(fā)展中能夠發(fā)揮積極的作用。變頻變壓器是一種串聯(lián)型的靈活交流輸電系統(tǒng)設(shè)備，也是一種新型智能電網(wǎng)設(shè)備，具有平滑調(diào)整輸送功率、抑制系統(tǒng)低頻振蕩、調(diào)整系統(tǒng)頻率等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)不同頻率電網(wǎng)之間的異步互聯(lián)，優(yōu)化調(diào)節(jié)并聯(lián)輸電通道的輸送功率及分配比例。有利于增強(qiáng)電網(wǎng)互聯(lián)輸電能力，提高電網(wǎng)運(yùn)行控制的靈活性和電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定水平，在構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)、智能、高效的現(xiàn)代大電網(wǎng)中可以發(fā)揮重要作用 [2] 

市場