一種變流器的並聯結構的製作方法

2023-05-19 18:51:21 1

專利名稱：一種變流器的並聯結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於電力電子領域的變流器的並聯結構。
背景技術：
如圖1所示的是一種目前所慣用的變流器並聯結構，圖1中目所用的變流器為背靠背變流器，包括在電網和負載之間級並聯的第一子背靠背變流器10和第二子背靠背變流器20，其中所述第一子背靠背變流器10包括第一網側變流器11和第一負載側變流器 12，第二子背靠背變流器20包括第二網側變流器21和第二負載側變流器22 ；第一網側變流器11和第二網側變流器21分別通過第一輸入端三相電抗器Lgl和第二輸入端三相電抗器Lg2與電網連接；第一網側變流器11的直流輸出端接第一電容Cl，所述第一電容Cl的正負端子側接有第一負載側變流器12;第二網側變流器21的直流輸出端接第二電容C2，所述第二電容C2的正負端子側接有第二負載側變流器22 ；第一負載側變流器12和第二負載側變流器22分別通過第一輸出端三相電抗器Ltl和第二輸出端三相電抗器Lt2與負載連接。其中，第一輸出端三相電抗器Ltl包括繞組L1，繞組L3和繞組L5 ；所述繞組L1、繞組L3和繞組L5的第一端連接第一負載側變流器12的輸出端，所述繞組L1、繞組L3和繞組 L5的第二端連接負載；第二輸出端三相電抗器Lt2包括繞組L2，繞組L4和繞組L6 ；所述繞組 L2、繞組L4和繞組L6的第一端連接第二負載側變流器22的輸出端，所述繞組L2、繞組L4和繞組L6的第二端連接負載。當兩個背靠背變流器並聯時，由於兩個背靠背變流器完全獨立，發出的高頻脈衝不同，所以存在零序環流，如果不對零序環流進行抑制的話，會影響系統的穩定性。傳統的方法採用電抗值較大電抗器對零序環流進行抑制，但是電抗值較大的電抗器會影響變流器基波輸出能力，降低直流電壓的利用率。

實用新型內容本實用新型的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種變流器的並聯結構。其抑制了變流器並聯結構中的零序環流，又不會對變流器並聯結構中直流低壓的利用率產生影響。實現上述目的的一種技術方案是一種變流器的並聯結構，包括在電網和負載之間系統級並聯的第一子變流器和第二子變流器，所述第一子變流器的輸入端和所述第二子變流器的輸入端分別通過第一輸入端三相電抗器和第二輸入端三相電抗器與電網連接；所述第一子變流器的輸出端和所述第二子變流器的輸出端和負載之間的連接是通過三對共模電抗器完成的；每對共模電抗器均包括第一繞組和第二繞組，所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第一端分別與所述第一子變流器和所述第二子變流器的同相輸出端連接，所述第一繞組的第二端和所述第二繞組和第二繞組的第二端分別與負載連接，其中所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第二端互為同名端。[0009]進一步的，所述第一子變流器和所述第二子變流器分別為第一子背靠背變流器和第二子背靠背變流器；所述第一子背靠背變流器包括第一網側變流器、第一負載側變流器和第一直流電容，所述第一網側變流器的輸入端為所述第一子背靠背變流器的輸入端，所述第一負載側變流器的輸出端為所述第一子背靠背變流器的輸出端；所述第二子背靠背變流器包括第二網側變流器、第二負載側變流器和第二直流電容，所述第二網側變流器的輸入端為所述第二子背靠背變流器的輸入端，所述第二負載側變流器的輸出端為所述第二子背靠背變流器的輸出端。採用了本實用新型的背靠背變流器的並聯結構的技術方案，即在兩個子變流器的輸出端與負載之間，用三組共模電抗器連接。其取得的技術效果是變流器的輸出端只需使用電抗值為原來0. 5倍的電抗器，即可達到相同的零序環流抑制效果。並且對基波的輸出基本沒有任何影響。

圖1為現有技術背靠背變流器的並聯結構的示意圖；圖2為本實用新型的一種變流器的並聯結構的示意圖；圖3a為本實用新型的一種變流器的並聯結構的單相等效電路圖；圖北現有技術變流器的並聯結構的單相等效電路圖；圖4本實用新型的一種變流器的並聯結構的單相等效電路基波電流輸出圖。
具體實施方式
請參閱圖1和圖2，本實用新型為了能更好地對技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，並結合附圖進行詳細地說明請參閱圖2，本實用新型的一種變流器的並聯結構，包括在電網和負載之間系統級並聯的第一子變流器1和第二子變流器2，第一子變流器1的輸入端和第二子變流器2的輸入端分別通過第一輸入端三相電抗器Lgl和第二輸入端三相電抗器Lg2與電網連接；所述第一子變流器1的輸出端和所述第二子變流器2的輸出端與負載之間的連接由三對共模電抗器完成的；每對共模電抗器均包括第一繞組和第二繞組，所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第一端分別與所述第一子變流器1和所述第二子變流器2的同相輸出端連接，所述第一繞組的第二端和所述第二繞組的第二端分別與負載連接，所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第二端互為同名端，同理，所述第一繞組的第二端和所述第二繞組的第一端也互為同名端。實施例中，第一對共模電抗器的第一繞組為繞組L1，第二繞組為繞組L2,第一對共模電抗器的同名端用符號「*」表示；第二對共模電抗器的第一繞組為繞組L3,第二繞組為繞組L4,第二對共模電抗器的同名端用符號「Δ」表示；第三對共模電抗器的第一繞組為繞組 L5，第二繞組分別為繞組L6，第三對共模電抗器的同名端用符號「 」表示。這樣設計的目的在於所述第一子變流器1和所述第二子變流器2的輸出端與負載之間只需使用電抗值為原來0. 5倍的電抗器，即可達到相同的零序環流抑制效果。並且
4對基波的輸出基本沒有任何影響。請參閱圖1和圖2，本實用新型中優選的技術方案中，第一子變流器1和第二子變流器2可以分別為第一子背靠背變流器10和第二子背靠背變流器20。所述所述第一子背靠背變流器10包括第一網側變流器11和第一負載側變流器 12，所述第二子背靠背變流器20包括第二網側變流器21和第二負載側變流器22 ；所述第一網側變流器11和所述第二網側變流器21的輸入端分別為所述第一子背靠背變流器10和所述第二子背靠背變流器20的輸入端，所述第一網側變流器11和所述第二網側變流器21分別通過第一輸入端三相電抗器Lgl和第二輸入端三相電抗器Lg2與電網連接；所述第一網側變流器11的直流輸出端接第一電容Cl，所述所述第一電容Cl的正負端子側連接所述第一負載側變流器12 ；所述第二網側變流器21的直流輸出端接第二電容C2，所述所述第二電容C2的正負端子側連接所述第二負載側變流器22。所述第一子背靠背變流器10和所述第二子背靠背變流器20的輸出端分別為所述第一負載側變流器12和所述第二負載側變流器22的輸出端。所述第一負載側變流器12 和所述第二負載側變流器22的輸出端與電網之間由三對共模電抗器完成的；每對共模電抗器均包括第一繞組和第二繞組，所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第一端分別與所述第一負載側變流器12和所述第二負載側變流器22的同相輸出端連接，所述第一繞組的第二端和所述第二繞組的第二端分別與負載連接，所述第一繞組的第一端和所述所述第二繞組的第二端互為同名端。這樣設計的目的在於變流器並聯繫統可以向負載輸出三相交流電流。實施例中，所述第一網側變流器11、所述第一負載側變流器12、所述第二網側變流器21和第二負載側變流器22均是由絕緣柵雙極型功率管組成的。下面結合圖3a、圖北和圖4、以本實用新型一種變流器的並聯結構的單相等效電路為例，具體說明本實用新型抑制零序環流的原理。請參閱圖3a，圖3a為本實用新型變流器的並聯結構中的單相等效電路圖，圖中箭頭所指的是零序環流流動的方向，對於零序環流來講，其等效阻抗L為L=Lx+L2+2}I[其中L1為該共模電抗器第一繞組的自感阻抗，L2為該共模電抗器第二繞組的自感阻抗，M為共模電抗器第一繞組和第二繞組的互感阻抗。其中L1 = L2 M，所以 L=^1 ；請參閱圖3b，圖北為現有技術變流器並聯結構中的單相等效電路圖，圖中箭頭所指的是零序環流流動的方向，對於零序環流來講，其等效阻抗L為L=L^L2 ；式中L1屬於第一輸出端三相電抗器上的第一繞組的自感，L2屬於第二輸出端三相電抗器的第二繞組的自感，其中L1 = L2 M，所以 L=2L!；對比兩者的環流阻抗，可以看出，當環流阻抗相同時，本實用新型變流器的並聯結構的輸出端電抗器的電感值只有現有技術變流器的並聯結構的輸出端電抗器電感值的0. 5倍。[0041]請參閱圖4，圖4是本實用新型變流器的並聯結構中的單相等效電路基波電流輸出圖，針對基波電流輸出，假設兩個電源輸出的電流相同。對於圖4而言，由於本實用新型的一種變流器的並聯結構上共模電抗器第一繞組所在線路上的電流I1和第二繞組所在線路上的電流i2是相等的，即I1 = i2，且第一繞組的電感值L1和第二繞組的電感值L2均等於第一繞組和第二繞組之間的互感M，即L1 = L2^M, 則在對於所述第一繞組所在的支路上，其電源輸出的電流的等效阻抗Lil為Lil = L1-M ；而所述第二繞組所在的支路上，電源輸出的電流的等效阻抗Li2為Li2 = L2-M,由於 L1=L2 M，所以 Lil=Li2 0，即 Lil < < L1，Li2 < < L2。由此可以看出採用共模電抗器後，只需0.5倍的電抗值即可達到相同的零序環流抑制效果。同時，由於Lil=Li2 ^ 0，其對基波的輸出基本沒有任何影響。本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而並非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質精神範圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權利要求書範圍內。
權利要求1.一種變流器的並聯結構，包括在電網和負載之間系統級並聯的第一子變流器(1)和第二子變流器O)，所述第一子變流器(1)的輸入端和所述第二子變流器( 的輸入端分別通過第一輸入端三相電抗器Lgl和第二輸入端三相電抗器Lg2與電網連接；其特徵在於所述第一子變流器(1)的輸出端和所述第二子變流器( 的輸出端和負載之間的連接是通過三對共模電抗器完成的；每對共模電抗器均包括第一繞組和第二繞組，所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第一端分別與所述第一子變流器(1)和所述第二子變流器 (2)的同相輸出端連接，所述第一繞組的第二端和所述第二繞組的第二端分別與負載連接， 其中所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第二端互為同名端。
2.根據權利要求1所述的變流器的並聯結構，其特徵在於所述第一子變流器(1)和所述第二子變流器( 分別為第一子背靠背變流器(10)和第二子背靠背變流器00)；所述第一子背靠背變流器(10)包括第一網側變流器(11)、第一負載側變流器(12)和第一直流電容(Cl)，所述第一網側變流器(11)的輸入端為所述第一子背靠背變流器(10) 的輸入端，所述第一負載側變流器(1 的輸出端為所述第一子背靠背變流器(10)的輸出端；所述第二子背靠背變流器00)包括第二網側變流器(21)、第二負載側變流器02)和第二直流電容(C2)，所述第二網側變流器的輸入端為所述第二子背靠背變流器OO) 的輸入端，所述第二負載側變流器0 的輸出端為所述第二子背靠背變流器OO)的輸出端。
專利摘要本實用新型公開了一種變流器的並聯結構，包括在電網和負載之間系統級並聯的第一子變流器和第二子變流器，所述第一子變流器的輸出端和所述第二子變流器的輸出端和負載之間的連接是由三對共模電抗器完成的；每對共模電抗器均包括第一繞組和第二繞組，所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第一端分別與所述第一子變流器的輸出端和所述第二子變流器的同相輸出端連接，所述第一繞組的第二端和所述第二繞組的第二端分別與負載連接，所述第一繞組的第一端和所述第二繞組的第二端互為同名端。本實用新型的技術效果是變流器的輸出端只需使用電抗值為原來0.5倍的電抗器，即可達到相同的零序環流的抑制效果。並且對基波的輸出基本沒有任何影響。
文檔編號H02M5/06GK202231621SQ20112037254
公開日2012年5月23日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者孔潔, 楊恩星, 繆勇 申請人:上海電氣集團股份有限公司