[實用新型]基于高壓脈沖疊加直流電場發生技術的變壓器油凈化器

有效

• 申請號: 201320666567.3
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN203562978U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 米彥;姚陳果;李成祥;周龍翔;張晏源;廖瑞金;李劍
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02M9/04
• 分類號: H02M9/04
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

1.一種基于高壓脈沖疊加直流電場發生技術的變壓器油凈化器，其特征在于：包括電源系統（1）、雙極性高壓脈沖形成系統（2），直流陡脈沖疊加電路（3），信號轉換系統（4），同步觸發模塊（5）和負載（6），以及若干IGBT單管模塊；

所述電源系統（1）包括市電電源（1-1），以及由所述市電電源（1-1）供電的高壓直流模塊（1-2）、雙極性高壓直流模塊（1-3）和開關電源（1-4）；所述高壓直流模塊（1-2）產生并輸出不高于+20kV的高壓直流電；所述雙極性高壓直流模塊（1-3）產生并通過正極性輸出端輸出一路不高于+12kV的高壓直流電，同時，產生并通過負極性輸出端輸出一路不高于-12kV的高壓直流電，所述正極性輸出端和負極性輸出端輸出的電壓絕對值相等；所述開關電源（1-4）產生并輸出15V的直流電；

每一個所述IGBT單管模塊包括一個IGBT單管（10）、DC－DC模塊(7)、光/電轉換器(8)、開關驅動器(9)和柵極保護電路(11),所述DC－DC模塊(7)接收電源系統(1)中開關電源（1-4）輸入的直流電，所述DC－DC模塊(7)的輸出端向所述開關驅動器(9)和光/電轉換器(8)的電源端供電；所述光/電轉換器(8)接收到光信號時，輸出控制信號到開關驅動器(9)的控制端；所述開關驅動器(9)接收到控制信號時，輸出驅動信號到IGBT單管（10）的柵極；所述柵極保護電路(11)輸入端通過電路接線與IGBT單管（10）的柵極連接，所述柵極保護電路(11)輸出端通過電路接線與IGBT單管（10）的輸出端連接；

所述雙極性高壓脈沖形成系統（2）包括充電電阻（R1）、正極性脈沖充電開關（2-1）、正極性脈沖回路電容器（C1）和正極性脈沖放電開關（2-2）；所述正極性脈沖充電開關（2-1）包括N個串聯的IGBT單管模塊，所述正極性脈沖放電開關（2-2）包括N個串聯的IGBT單管模塊,N為正整數；

所述正極性脈沖充電開關（2-1）中：第一個IGBT單管模塊中的IGBT單管（10）的輸入端是所述正極性脈沖充電開關（2-1）的輸入端，第N個IGBT單管模塊的IGBT單管（10）的輸出端是所述正極性脈沖充電開關（2-1）的輸出端；

所述正極性脈沖放電開關（2-2）中：第一個IGBT單管模塊中的IGBT單管（10）的輸入端是所述正極性脈沖放電開關（2-2）的輸入端，第N個IGBT單管模塊中的IGBT單管（10）的輸出端是所述正極性脈沖放電開關（2-2）的輸出端；

所述充電電阻（R1）的一端與雙極性高壓直流模塊（1-3）的正極性輸出端連接以獲取充電電源，充電電阻（R1）的另一端與正極性脈沖充電開關（2-1）的輸入端連接；所述正極性脈沖充電開關（2-1）的輸出端與正極性脈沖回路電容器（C1）的一端連接，所述正極性脈沖回路電容器（C1）的另一端則與大地連接；所述正極性脈沖放電開關（2-2）的輸入端與所述正極性脈沖充電開關（2-1）的輸出端連接；

所述雙極性高壓脈沖形成系統（2）還包括充電電阻（R2）、負極性脈沖充電開關（2-3）、負極性脈沖回路電容器（C2）和負極性脈沖放電開關（2-4）；所述負極性脈沖充電開關（2-3）包括N個串聯的IGBT單管模塊，負極性脈沖放電開關（2-4）包括N個串聯的IGBT單管模塊,N為正整數；

所述負極性脈沖充電開關（2-3）中：第一個IGBT單管模塊中的IGBT單管（10）的輸入端是所述負極性脈沖充電開關（2-3）的輸入端，第N個IGBT單管模塊的IGBT單管（10）的輸出端是所述負極性脈沖充電開關（2-3）的輸出端；

所述負極性脈沖放電開關（2-4）中：第一個IGBT單管模塊中的IGBT單管（10）的輸入端是所述負極性脈沖放電開關（2-4）的輸入端，第N個IGBT單管模塊中的IGBT單管（10）的輸出端是所述負極性脈沖放電開關（2-4）的輸出端；

所述充電電阻（R2）的一端與雙極性高壓直流模塊（1-3）的負極性輸出端連接以獲取充電電源，充電電阻（R2）的另一端與負極性脈沖充電開關（2-3）的輸入端連接；所述負極性脈沖充電開關（2-3）的輸出端與負極性脈沖回路電容器（C2）的一端連接，所述負極性脈沖回路電容器（C2）的另一端則與大地連接；所述負極性脈沖放電開關（2-4）的輸入端與所述負極性脈沖充電開關（2-3）的輸出端連接；

所述直流陡脈沖疊加電路（3）包括電阻Ⅰ（R3）、電阻Ⅱ（R4）和耦合電容（C）；所述電阻Ⅰ（R3）包括A、B兩端，電阻Ⅱ（R4）包括C、D兩端，耦合電容（C）包括E、F兩端；

所述電阻Ⅰ（R3）的A端接收來自高壓直流模塊（1-2）輸出的不高于+20kV的高壓直流電；電阻Ⅰ（R3）的B端與耦合電容（C）的E端連接，所述耦合電容（C）的F端與所述正極性脈沖放電開關（2-2）輸出端和負極性脈沖放電開關（2-4）的輸出端連接在一起；所述電阻Ⅱ（R4）的C端與電阻Ⅰ（R3）的B端連接，所述電阻Ⅱ（R4）的D端與負載（6）的一極連接，所述負載（6）的另一極接地；

所述信號轉換系統（4）包括電/光轉換器；所述電/光轉換器得電時輸出的光信號通過光纖傳遞給所有IGBT單管模塊的光/電轉換器(8)；所述IGBT單管模塊的光/電轉換器(8)接收到光信號后，向開關驅動器（9）輸出電信號，使得開關驅動器（9）向IGBT單管（10）傳遞驅動信號，所述驅動信號控制IGBT單管模塊的IGBT單管（10）的通/斷；

所述負載（6）包括容納老化變壓器油的腔體，所述腔體內具有兩塊浸入老化變壓器油的極板，所述電阻Ⅱ（R4）的D端與其中一塊極板連接，另一塊極板接地。