無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，屬于電氣自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。包括一臺(tái)單相八繞組變壓器、第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂，每組換流橋臂由兩臺(tái)換流橋臂組成。本發(fā)明專利技術(shù)的無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器利用隔離變壓器的繞組漏抗充當(dāng)模塊化多電平換流器的橋臂電抗器，從而減小高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的占地面積，同時(shí)降低高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的成本和損耗。

High voltage modular multilevel isolation type DC transformer with no bridge arm reactor

The invention relates to a high voltage modular multilevel isolation DC transformer with no bridge arm reactor, belonging to the technical field of electric automatic equipment. The utility model comprises a single-phase eight winding transformer, a first set of converter bridge arm, second groups of commutation bridge arm, third sets of commutation bridge arm and fourth sets of commutation bridge arm, each group of commutation bridge arm is composed of two commutation bridge arm. No bridge arm high pressure reactor module of the invention of multilevel isolated DC transformer with winding of the isolation transformer leakage reactance of the reactor module acts as a bridge arm multilevel converter, thereby reducing the pressure of modular multilevel isolating type DC transformer area, while reducing the cost and loss of high voltage modular multilevel isolating type DC transformer.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，屬于電氣自動(dòng)化設(shè)備

技術(shù)介紹
模塊化多電平換流器(MMC換流器)在實(shí)現(xiàn)多電平逆變輸出時(shí)，可輸出單個(gè)直流電源，因而可應(yīng)用于高壓隔離型直流變壓器等領(lǐng)域?；谀K化多電平換流器的隔離型直流變壓器的一側(cè)一般采用四個(gè)換流橋臂，換流橋臂一般采用基于半橋逆變器的換流模塊或基于全橋逆變器(又稱H橋逆變器)的換流模塊串聯(lián)而成，每個(gè)橋臂都有一個(gè)連接電抗器，這四臺(tái)電抗器帶來(lái)較大的占地面積、成本及損耗。由于隔離型直流變壓器需要一臺(tái)隔離變壓器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)直流的隔離，因此可以考慮利用該隔離變壓器的漏抗充當(dāng)橋臂電抗器，從而降低高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的占地面積、成本和損耗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提出一種無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，以克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，利用隔離變壓器的繞組漏抗充當(dāng)模塊化多電平換流器的橋臂電抗器，從而減小高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的占地面積，同時(shí)降低高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的成本和損耗。本專利技術(shù)提出的無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，包括一臺(tái)單相八繞組變壓器TR、第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂，所述的第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂分別由兩臺(tái)換流橋臂組成；第一組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸入側(cè)的直流正極端DC1+，第一組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)原邊繞組的同名端U1和第二個(gè)原邊繞組的非同名端U2，單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)原邊繞組的非同名端和第二個(gè)原邊繞組的同名端連接到一起作為單相八繞組變壓器的原邊公共端N1；第二組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸入側(cè)的直流負(fù)極端DC1-，第二組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)原邊繞組的同名端U3和第四個(gè)原邊繞組的非同名端U4，單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)原邊繞組的非同名端和第四個(gè)原邊繞組的同名端連接到一起并連接到單相八繞組變壓器TR的原邊公共端N1；第三組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸出側(cè)的直流正極端DC2+，第三組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)副邊繞組的同名端V1和第二個(gè)副邊繞組的非同名端V2，單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)副邊繞組的非同名端和第二個(gè)副邊繞組的同名端連接到一起作為單相八繞組變壓器TR的副邊公共端N2；第四組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸出側(cè)的直流負(fù)極端DC2-，第四組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)副邊繞組的同名端V3和第四個(gè)副邊繞組的非同名端V4，單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)副邊繞組的非同名端和第四個(gè)副邊繞組的同名端連接到一起并連接到單相八繞組變壓器TR的副邊公共端N2。上述無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器中，每臺(tái)換流橋臂由多個(gè)換流模塊采用串聯(lián)連接而成，串聯(lián)連接的多個(gè)換流模塊形成換流橋臂的正極端和負(fù)極端。本專利技術(shù)提出的無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，其優(yōu)點(diǎn)是：本專利技術(shù)利用隔離變壓器的繞組漏抗充當(dāng)模塊化多電平換流器的橋臂電抗器，從而減小高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的占地面積，同時(shí)降低高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的成本和損耗。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)的無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的電路原理圖。圖2為圖1所示的隔離型直流變壓器中換流橋臂的電路原理圖。圖3為本專利技術(shù)無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器的一個(gè)實(shí)施例。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)提出的無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，如圖1所示，包括一臺(tái)單相八繞組變壓器TR、第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂，所述的第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂分別由兩臺(tái)換流橋臂組成，每臺(tái)換流橋臂由多個(gè)換流模塊采用串聯(lián)連接而成，串聯(lián)連接的多個(gè)換流模塊形成換流橋臂的正極端和負(fù)極端，如圖2所示。第一組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸入側(cè)的直流正極端DC1+，第一組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)原邊繞組的同名端U1和第二個(gè)原邊繞組的非同名端U2，單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)原邊繞組的非同名端和第二個(gè)原邊繞組的同名端連接到一起作為單相八繞組變壓器的原邊公共端N1；第二組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸入側(cè)的直流負(fù)極端DC1-，第二組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)原邊繞組的同名端U3和第四個(gè)原邊繞組的非同名端U4，單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)原邊繞組的非同名端和第四個(gè)原邊繞組的同名端連接到一起并連接到單相八繞組變壓器TR的原邊公共端N1；第三組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸出側(cè)的直流正極端DC2+，第三組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)副邊繞組的同名端V1和第二個(gè)副邊繞組的非同名端V2，單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)副邊繞組的非同名端和第二個(gè)副邊繞組的同名端連接到一起作為單相八繞組變壓器TR的副邊公共端N2；第四組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸出側(cè)的直流負(fù)極端DC2-，第四組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)副邊繞組的同名端V3和第四個(gè)副邊繞組的非同名端V4，單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)副邊繞組的非同名端和第四個(gè)副邊繞組的同名端連接到一起并連接到單相八繞組變壓器TR的副邊公共端N2。本專利技術(shù)提出的無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器中，圖2所示的組成換流橋臂的換流模塊，可采用常規(guī)的基于H橋逆變器的功率模塊，其兩個(gè)交流輸出端分別作為換流模塊的正極和負(fù)極輸出端；也可以采用常規(guī)的基于半橋逆變器的功率模塊，的其一個(gè)交流輸出端作為換流模塊的正極輸出端，其直流負(fù)端作為換流模塊的負(fù)極輸出端。本專利技術(shù)提出的無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，如圖1所示，其工作原理是：換流橋臂可以輸出可控的交流電壓源和直流電壓源，隔離型直流變壓器的輸入側(cè)四個(gè)換流橋臂形成總的直流電壓源DC1+/DC1-，同時(shí)上下各兩個(gè)換流橋臂分別均分總的直流輸入側(cè)電流，上下各兩個(gè)橋臂產(chǎn)生的交流電壓源分別和單相八繞組變壓器原邊第一/二繞組及第三/四的交流電壓源的差值經(jīng)過(guò)原邊繞組的漏抗產(chǎn)生交流電流，從而將總的輸入側(cè)直流電源產(chǎn)生的有功功率轉(zhuǎn)換成變壓器的交流有功功率。雖然四個(gè)橋臂的直流電流都流過(guò)了單相變壓器的四個(gè)原邊繞組，但由于直流電流在四個(gè)原邊繞組中產(chǎn)生的磁通相互抵消，因而不會(huì)導(dǎo)致變壓器鐵芯產(chǎn)生直流磁場(chǎng)偏置。隔離型直流變壓器的輸出側(cè)四個(gè)換流橋臂的工作原理與原邊四個(gè)換流橋臂的工作原理相同本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，其特征在于，包括一臺(tái)單相八繞組變壓器TR、第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂，所述的第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂分別由兩臺(tái)換流橋臂組成；第一組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸入側(cè)的直流正極端DC1+，第一組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)原邊繞組的同名端U1和第二個(gè)原邊繞組的非同名端U2，單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)原邊繞組的非同名端和第二個(gè)原邊繞組的同名端連接到一起作為單相八繞組變壓器的原邊公共端N1；第二組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸入側(cè)的直流負(fù)極端DC1?，第二組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)原邊繞組的同名端U3和第四個(gè)原邊繞組的非同名端U4，單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)原邊繞組的非同名端和第四個(gè)原邊繞組的同名端連接到一起并連接到單相八繞組變壓器TR的原邊公共端N1；第三組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸出側(cè)的直流正極端DC2+，第三組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)副邊繞組的同名端V1和第二個(gè)副邊繞組的非同名端V2，單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)副邊繞組的非同名端和第二個(gè)副邊繞組的同名端連接到一起作為單相八繞組變壓器TR的副邊公共端N2；第四組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸出側(cè)的直流負(fù)極端DC2?，第四組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)副邊繞組的同名端V3和第四個(gè)副邊繞組的非同名端V4，單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)副邊繞組的非同名端和第四個(gè)副邊繞組的同名端連接到一起并連接到單相八繞組變壓器TR的副邊公共端N2。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器，其特征在于，包括一臺(tái)單相八繞組變壓器TR、第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂，所述的第一組換流橋臂、第二組換流橋臂、第三組換流橋臂和第四組換流橋臂分別由兩臺(tái)換流橋臂組成；第一組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸入側(cè)的直流正極端DC1+，第一組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)原邊繞組的同名端U1和第二個(gè)原邊繞組的非同名端U2，單相八繞組變壓器TR的第一個(gè)原邊繞組的非同名端和第二個(gè)原邊繞組的同名端連接到一起作為單相八繞組變壓器的原邊公共端N1；第二組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)負(fù)極端連接到一起作為無(wú)橋臂電抗器的高壓模塊化多電平隔離型直流變壓器輸入側(cè)的直流負(fù)極端DC1-，第二組兩臺(tái)換流橋臂的兩個(gè)正極端分別連接到單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)原邊繞組的同名端U3和第四個(gè)原邊繞組的非同名端U4，單相八繞組變壓器TR的第三個(gè)原邊繞組的非同名端和第四個(gè)原邊繞組的同名端連接到一起并連接到單相...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉文輝，趙香花，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京西威清拓變流技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11