[科普中国]-变频变压器

变频变压器（variable frequency transformer,VFT）是一种能够连接异步电网的新型灵活交流输电系统设备。

简介变频变压器（variable frequency transformer，VFT）是一种能够连接异步电网的新型灵活交流输电系统设备。变频变压器是一种集成了变压器、移相器、水轮发电机、双馈电机和直流驱动等技术的新型异步电网互联装置，期核心部件是在定子与转子侧都有单相绕组的旋转变压器，并通过直流电机驱动系统调整转子磁场相对于定子磁场的相位移，从而控制经变频变压器输出的功率大小和方向。变频变压器主要有旋转变压器、直流驱动电机和集电环等3部分组成。其中，旋转变压器是通过磁耦合原理实现转子与定子两侧系统功率交换的主题，直流电机是控制转子转速及变频变压器传输功率大小的关键设备，集电环是实现转子绕组与外部系统形成电气连接的设备。1

特点
变频变压器具有异步联网、输送功率控制、频率调整、向弱系统供电、黑启动电源、抑制低频功率振荡等功能。在功能上与直流背靠背相似，但比背靠背更适合用于弱电源系统，更有利于减少占地，GE公司在北美装设了5台。在调节控制上与调相器类似，但能够通过转子的旋转的旋转平滑调节相位移，保持系统间的同步，实现异步系统之间的稳定功率传输。

问题额定功率与海拔的关系：由于海拔高，空气稀薄，故通过对流（特别是自然对流）的散热能力下降，故特别要考察位于玉门时的（海拔1500m以上）变压器的带负荷能力。

噪音问题：容量相近，但变频变压器的噪音远大于主变。变频变压器是两个变压器的并联，都流过很大的谐波电流，引起的磁场突变，加上二次侧的电流换相，引起硅钢片振动所致。主变谐波电流很小，磁场变化缓慢，还没有换相问题。

容量问题：由于流过大量谐波电流和无功电流，容量大于24MW，为30MW。

作用实现一次与二次侧线电压的相位偏移，与整流器一起形成了12脉冲整流系统，减小了整流器对电网的谐波输出，特别是减小了5、7，17、19，29、31等次的电流谐波输出。

变换到需要的二次侧电压，这里是从10kV变到5.57kV，是出于减小谐波电流的目的。

实现整流器与电网间的电气隔离，系统更可靠、安全。

应用电网是关系国民经济的重要基础设施，是电力传输的载体和能源资源优化配置的重要平台。特别是随着清洁能源的加快发展，以及电网智能化技术的推广应用，电网的作用越加凸显。由于我国依次能源与生产力呈逆向分布，且能源生产远离用电负荷中心，为了满足经济社会发展不断增长的用电需要，对加强电网互联和灵活控制，提高电网优化配置能源资源的能力提出了更为紧迫的要求。变频变压器在这一背景下研发出来，在我国未来电网发展中能够发挥积极的作用。变频变压器是一种串联型的灵活交流输电系统设备，也是一种新型智能电网设备，具有平滑调整输送功率、抑制系统低频振荡、调整系统频率等功能，能够实现不同频率电网之间的异步互联，优化调节并联输电通道的输送功率及分配比例。有利于增强电网互联输电能力，提高电网运行控制的灵活性和电力系统的安全稳定水平，在构建坚强、智能、高效的现代大电网中可以发挥重要作用2

市场变频变压器产品市场容量大小及其发展趋势是证监会十分关注的问题。市场容量一般用变频变压器产品的市场需求量或者市场规模（销售额）来表述。涉及近三年甚至更长时间的历史数据和未来3-5年募投项目达产时的市场容量数据。

变频变压器产品的未来的市场容量应该是不断增长的，历史的数据则尊重事实。历史数据如果有较大的波动还需要进一步解释其原因，表明其不会对未来有不利影响。如果确实是周期性规律，则要在未来的市场容量预测中考虑该周期性的影响。

变频变压器产品的未来的市场容量还需要保障能够容纳募投项目带来的新增产能。而募投项目新增的变频变压器产品产量和当前企业的产量之和是未来拟上市企业变频变压器产品的总产量，其与市场容量的比值极为市场占有率。因此，未来市场容量数据也要考虑变频变压器企业市场占有率是提升还是下降。企业市场地位的上升与下降要与行业发展的趋势和竞争格局的走势相一致。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所