[cityanme]变压器厂家直线型红河干式变压器的模块模拟和检验

　　LTD基本原理同普通脉冲红河干式变压器相同，遵守电磁耦合定律。其实质是多个变比为1：1的脉冲红河干式变压器串并联，获得电压电流倍增，可达到MA、MV量级。其基本原理，其中C为储能电容器；K为开关；R为初级回路总等效电阻，包括电容内阻和开关导通电阻及回路杂散电阻；L1为开关和储能电容及其连接的漏感；L2为次级回路的漏感；L3为负载电感；L4为初级激磁电感，主要为磁芯耦合电感。

　　工作时，先给C充电，K闭合，电容对初级放电，在次级耦合出大的电流。为了减少初级的能量损失，L4L2+L3，使L4泄漏电流很小；同时L1和L2相对于L3要尽可能小，使传输到负载的能量效率达到大。模块化短脉冲LTD的等效电路为RL/C的RLC放电电路，电流上升时间L/C，式中，L为回路等效电感。要求放电L和电容量尽可能小。因此，在保证一定储能的前提下，获得短脉冲的关键是初次级回路的电感要尽可能小，须要求C和开关的电感要小、回路要在满足绝缘条件下尽可能紧凑。近年来俄罗斯大电流采用低电感电容器、低电感开关和的回路，已研制出上升沿100ns、电流1MA的快前沿LTD模块。

　　单级模块化LTD初步结构，初级单个放电回路电流方向见图，从充正极性电容器C1的电极端1开始，通过汇流板到点2，经多通道气体开关到充负极性的电容器的负高压电极端3，由C2到其低压端4，回到C1的低压端，放电回路包围上下磁芯环。LTD次级回路由同轴线内筒、负载和回流板6789组成。回流板6789中的次级电流方向与初级电流方向相反，因此，LTD等效放电回路电感和漏感较小。

　　短脉冲LTD磁芯的选取设计高功率LTD脉冲红河干式变压器时，希望磁芯的饱和磁感应强度Bs和脉冲磁导率系数r越大越好。LTD红河干式变压器铁心截面的估算公式为：S=085U0/KTBs，式中，S为磁芯截面积；为1/4放电周期；U0为初级电压；KT为磁芯填充系数；Bs为大磁感应增量。由式知，选取S只与输入电压峰值、电压作用时间和Bs有关。对于给定电压峰值和脉宽，选取较大的Bs可减小S.

　　短脉冲LTD等效电路模拟结果为了解设计的可行性，采用通用电路模拟程序PSPICE，构建了LTD等效仿真模型，仿真时LTD初级放电等效回路，其中，C1、C2为储能电容；R3、R4为电容电阻；L5、L6为电容电感；U1、U2为直流电源；R8、R9为电容充电电阻；L2、L4为回流板电感；K1、K2为火花开关；L1、L3为开关电感；T1为次级等效传输线；R1为匹配负载电阻；L7为负载电感；R2为磁芯损耗等效电阻；其余电阻为各处对地电阻；电容为对地杂散电容。

　　如将电容器充电电压提高到70kV，采用S为66cm2、薄膜厚度为005mm的硅钢磁芯，且磁芯增加反向去磁，提高初次级耦合效率，每路放电次级电流>12kA，10路并联整个回路结构更加优化，电流转换效率更高，电流>120kA.考虑到10个开关的分散性，提出的LTD一级模块的方案指标为：电流上升时间100150ns，Im>100kA.

　　结语本文根据LTD的基本原理，设计了100ns/100kA的LTD模块，建立了相应的理论模拟电路模型，计算了设计LTD模块的输出参数，并进行了初步的实验研究。研究结果表明，设计的快脉冲LTD模块单个回路电感约270nH，整个模块电流输出可达到上升沿100150ns，幅值100kA.