[實用新型]一種無變壓器的高壓直流輸電拓撲結構

無效

• 申請號: 201020268020.4
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN201839219U
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 趙淑玉;張坤;張躍平;胡濤;李太峰;魏西平;楊洋;王振
• 申請（專利權）人: 榮信電力電子股份有限公司
• 主分類號: H02M7/162
• 分類號: H02M7/162;H02M7/521
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本實用新型涉及一種高壓直流輸電拓撲結構，特別是一種無變壓器的高壓直流輸電拓撲結構。?

背景技術

我國能源資源與用電負荷分布的特殊性，成為發展遠距離、大容量輸電的必然性。尤其是超過600km以上的遠程輸電線路，采用高壓直流輸電更加節能、降耗，提高經濟效益，實現更大范圍內的能源資源的合理開發、優化配置，符合我國“西電東送”的國情。?

隨著電力電子和計算機技術的迅速發展，高壓直流輸電技術日趨完善，在輸電能力和送電距離上已可和特高壓交流競爭，并且相對于特高壓交流輸電技術，高壓直流輸電技術有如下優點：?

1、輸送相同功率時，高壓直流輸電所用線材僅為交流輸電的2/3～1/2；?

2、在電纜輸電線路中，高壓直流輸電沒有電容電流產生，而高壓交流輸電線路存在電容電流，引起損耗；?

3、在一些特殊場合，必須用電纜輸電，例如高壓輸電線經過大城市時，采用地下電纜；輸電線經過海峽時，要用海底電纜；?

4、高壓直流輸電時，其兩側交流系統不需同步運行，而高壓交流輸電必須同步運行；?

5、高壓直流輸電發生故障的損失比高壓交流輸電小。高壓直流輸電中，由于采用可控硅裝置，電路功率能迅速、方便地進行調節，高壓直流輸電線路上基本上不向發生短路的高壓交流系統輸送短路電流，故障側交流系統的短路電流與沒有互連時一樣。?

目前，變壓器是所有的高壓直流輸電設備中必不可缺的一部分，所以變壓器柜在整個高壓直流輸電設備里，占據了很大比重的成本及體積，并且容量越大的高壓輸電設備，其對變?壓器的容量要求也越高，這樣使高壓直流輸電設備的成本也直線上升。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種無變壓器的高壓直流輸電拓撲結構，該拓撲結構使高壓直流輸電設備無需變壓器即可實現長距離、大容量電能傳輸的目的。?

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：?

一種無變壓器的高壓直流輸電拓撲結構，其特征在于，包括高壓充電電路、電感、整流電路、逆變電路，高壓電網直接經過高壓充電電路、耦合或非耦合電感后進入高壓變頻器整流電路，經整流后的直流電壓通過長距離的電纜輸送至逆變電路為逆變電路供電，逆變輸出端接入耦合或非耦合電感。?

所述的整流電路、逆變電路的功率單元為兩個IGBT開關器件組成的半橋結構。?

所述的整流電路、逆變電路的功率單元為四個IGBT開關器件組成的H橋結構。?

所述的整流電路與逆變電路采用的功率單元相同，可相互替代。?

整流電路與逆變電路均為三相，每相由偶數n個功率單元串聯而成，分為上下兩組，每組的功率單元個數為n/2個，整流電路每相的輸入端為兩組單元的中點處，且輸入端與每組單元之間以耦合或非耦合電感連接；逆變電路每相的輸出端為兩組單元的中點處，且輸出端與每組單元之間也以耦合或非耦合電感連接。?

與現有技術相比，本實用新型的新穎性和創造性體現在：?

1)高壓直流輸電設備沒有變壓器，省去了變壓器柜，使成本至少減小一半；?

2)高壓直流輸電設備沒有變壓器，省去了變壓器柜，使體積至少減小一半，在現場的占地面積也因此至少減小一半；?

3)高壓直流輸電設備沒有變壓器，省去了變壓器柜，使重量至少減小一半，運輸成本也相應減小；?

4)高壓直流輸電設備沒有變壓器，省去了變壓器柜，高壓直流輸電設備的結構相比簡單很多，生產周期至少減小一半，也有利于現場的安裝、調試和維護；?

5)高壓直流輸電設備沒有變壓器，省去了變壓器柜，省去了在變壓器的能耗，也無需考慮高壓直流輸電設備在變壓器上的溫升效應；?

6)高壓直流輸電設備沒有變壓器，省去了變壓器柜，具有絕對的市場競爭力優勢。?

附圖說明

圖1是半橋式功率單元組成的無變壓器的高壓直流輸電拓撲結構圖；?

圖2是H橋式功率單元組成的無變壓器的高壓直流輸電拓撲結構圖；?

圖3-1、圖3-2、圖3-3、圖3-4是半橋式功率單元內電流流向圖；?

圖4-1、圖4-2、圖4-3、圖4-4是H橋式功率單元內電流流向圖。?

具體實施方式