[實用新型]用變壓器副邊繞組形成濾波電路的輕型直流輸電設備

有效

• 申請號: 201420399432.X
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN204030621U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 徐長寶;于淼;郭自勇;王強;楊洋;虞蒼璧;劉寶誠;王緒寶;孫賢大;郝寶泉
• 申請（專利權）人: 貴州電力試驗研究院;榮信電力電子股份有限公司;遼寧榮信眾騰科技有限公司
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/01
• 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用于應用于采用多繞組結構變壓器的輕型直流輸電設備。

背景技術

國家大力開發和利用可再生清潔能源，可再生能源一般分散性強、且遠離負荷中心，接入系統后還會影響整個電網的穩定情況，模塊化設計的輕型直流輸電HVDC?Light作為一種新型的直流輸電技術，擁有廣泛的應用前景。

輕型直流輸電技術是一種基于可關斷電力電子器件電壓源換流器(VSC)和脈寬調制技術的直流輸電技術。基于VSC技術的輕型直流輸電的特點主要表現在以下幾個方面：

(1)VSC換流器為無源逆變，對受端系統沒有要求。

(2)VSC換流器產生的諧波大為減弱，對無功功率的需要也大大減少。

(3)不會出現換相失敗故障。

(4)模塊化設計使輕型直流輸電的設計、生產、安裝和調試周期大為縮短。

(5)可實現無人值班或少人值守。

(6)控制器可根據交流系統的需要實現自動調節，從而減少通信的投資及其運行維護費用。

因此，作為一項新型的輸電技術，HVDC?Light以其自身的特點在應用方面顯示出了很大的優越性。與新的控制算法相結合，HVDC?Light技術在減少輸電線路電壓降落和電壓閃變、進一步提高電能質量方面能夠獲得更好的性能；與現有交流輸電線路相比，可以大幅度降低線損。

目前，采用上述控制方法的輕型直流輸電設備，在逆變側輸出端LCL濾波設備的結構為由兩個電抗器和一個濾波器構成。且輕型直流輸電設備的功率單元的保護電路還需進一步改進。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種輕型直流輸電設備，采用多繞組移相變壓器作為輸入變壓器，在逆變側功率單元輸出側利用變壓器的電抗與LC濾波回路直接連接形成LCL濾波電路，省略一個電抗器，且功率單元設計了一個新型的保護電路，使輕型直流輸電設備具有很高的穩定性，且為直流輸電設備的新型控制方法提供了合理的硬件結構。

為實現上述目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

用變壓器副邊繞組形成濾波電路的輕型直流輸電設備，所述的輕型直流輸電設備整流側、逆變側采用功率單元串聯多電平結構，整流側、逆變側均包括12個功率單元，功率單元基本結構為交-直-交三相整流、逆變電路；輸入側移相變壓器的副邊有12組0.5kV繞組，每一功率單元通過LC濾波電路連接至移相變壓器的其中一個副邊繞組，每一個功率單元的直流側電壓控制在850V，所有功率單元的直流側通過首尾連接方式使總的直流側輸出電壓為850*12＝10200V；整流側、逆變側通過直流輸電電纜連接，其特征在于，所述的逆變側功率單元利用變壓器的電抗與LC濾波回路直接連接形成LCL濾波電路。

所述的整流側、逆變側功率單元直流側電容器并聯短路保護裝置，所述的短路保護裝置由兩個串聯的IGBT電子式開關器件構成，通過兩個串聯IGBT電子式開關器件的串聯點及直流電容負極輸出穩定的直流電壓，最終將所有直流側輸出端級聯并與直流輸電電纜連接，形成所需直流電壓，向功率單元輸電。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

采用多繞組移相變壓器作為輸入變壓器，在逆變側功率單元輸出側利用變壓器的電抗與LC濾波回路直接連接形成LCL濾波電路，省略一個電抗器，且功率單元設計了一個新型的保護電路，使輕型直流輸電設備具有很高的穩定性，且為直流輸電設備的新型控制方法提供了合理的硬件結構。

附圖說明

圖1為輕型直流輸電設備結構圖。

圖2為功率單元的結構圖。

圖3為輕型直流輸電設備的具體結構圖。

具體實施方式

見圖1、圖2，用變壓器副邊繞組形成LCL濾波電路的輕型直流輸電設備，所述的輕型直流輸電設備整流側、逆變側采用功率單元串聯多電平結構，整流側、逆變側均包括12個功率單元，功率單元基本結構為交-直-交三相整流、逆變電路；輸入側移相變壓器的副邊有12組0.5kV繞組，每一功率單元通過LC濾波電路連接至移相變壓器的其中一個副邊繞組，每一個功率單元的直流側電壓控制在850V，所有功率單元的直流側通過首尾連接方式使總的直流側輸出電壓為850*12＝10200V；整流側、逆變側通過直流輸電電纜連接。