三相三柱電抗器與三相五柱電抗器的應用比較

2020-07-16

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目前，并聯環流的抑制方法主要集中在通過優化控制算法，保證各并聯逆變器的輸出一致，為了實現精準控制需要精密的檢測元件、反饋系統、控制及驅動系統，導致逆變器的控制系統變得冗雜，成本、體積都相應地增大。而采用增加零序電抗器的方法則可在保證控制系統不變的情況下獲得更好的并聯效果，但增加零序電抗器意味著逆變器成本和體積的增加。本文將通過磁集成技術，在不增加體積的情況下，將共模（零序）電抗器集成到逆變電抗器中。

三相五柱電抗器結構：由于前級濾波電抗器采用3個獨立的單相鐵硅粉芯電抗器組成，逆變器內部需要很多的連接結構，導致系統結構復雜，體積、成本相應增加。而采用鐵硅粉芯材質作三相電抗器的磁芯，其3 個線圈各自漏感也可構成零序電抗器，其漏磁通主要由橫穿過磁芯柱的旁路磁通組成。而旁路磁通增大會使正序感量降低，正序諧波的抑制效果減弱；同時旁路磁通會穿過電感線圈，導致繞組渦流損耗的增加，對電抗器的效率、溫升都會產生明顯的影響。電抗器廠家為了保證三相電抗器具有足夠的零序電抗器，在三相磁柱之外增加2 個磁柱，構成三相五柱式的電抗器。

以由兩臺125 kW 三相逆變器并機組成的250kW 光伏逆變系統為例，其常用的結構框圖如圖1所示。其中三相逆變電路采用多電平逆變拓撲，濾波器采用LCL 型濾波器，為了保證濾波器有足夠的零序電抗器，前級濾波電抗器需要采用3 個獨立的單相鐵硅粉芯電抗器組成；后級濾波電抗器由于電流諧波較少，可以采用價格相對便宜的三相硅鋼電抗器。

電抗器