[實用新型]一種用于多電平電壓源換流器的連接電抗器

有效

• 申請號: 201420541788.2
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN204189571U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 羅雨;許樹楷;黎小林;朱喆;陳俊;楊柳
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F3/14;H01F27/30;H02M1/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 黃培智

技術領域

本實用新型屬于特種電力電抗器領域，具體涉及一種用于多電平換流器的具有鐵芯的連接電抗器。

背景技術

在連接電網的電壓源換流器中，連接電抗器起到將感抗引入電壓源換流器與電網之間的作用。感抗的引入使得電壓源換流器與電網電壓之間有一個緩沖帶，從而可以通過調節電壓源換流器的輸出電壓幅值和相位來控制其向電網輸出的有功/無功功率。

連接電抗器的主要部件是絕緣導線制成的線圈。絕緣導線圈可以構造成空心體的型式，稱為空心電抗器，也可以圍繞磁性材料的磁芯纏繞，稱為鐵心電抗器。電壓源換流器的連接電抗通常采用空心電抗，空心電抗的特征在于其不會產生飽和現象，電感值較為穩定。

在圖1中示出了一種多電平電壓源換流器的結構，多電平換流器由六只換流橋臂A1～A6組成，六只橋臂以兩支為一組,如A1與A4，A2與A5，A3與A6進行串聯，串聯連接點通過變壓器5接入交流系統6，三組橋臂在兩端以星形方式相連。星形連接點分別形成換流器的正極(+Udc)和負極(-Udc)。橋臂由半橋型式的功率模塊M1～Mn及電抗器L串聯而成，其中的電抗器為空心電抗器。一個相單元中流過的電流有相位相同的交流電流(參考圖1中的電流方向)，稱為共模電流，也有相位相差180°的交流電流，稱為差模電流。

其中，差模電流直接流入交流側線路，是換流器正常工作所必須的工作電流，而共模電流在三組相單元中形成流通回路，通常不會流入直流線路和交流線路。共模電流對于換流器的正常工作沒有影響，但是共模電流流過換流器橋臂中的導體、開關器件和電容器，會引起換流器橋臂的損耗增大和電容電壓波動加劇等問題。現在市面上有E型與I型鐵芯結合的電抗器鐵芯，解決的是氣隙大小的調節問題，而沒有做消除共模電流影響的改進設計。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種具有共模電流抑制作用的連接電抗器，解決了換流器橋臂存在的損耗增大和電容電壓波動加劇的問題。

為達到上述實用新型的目的，本實用新型通過以下技術方案實現：

本實用新型的一種用于多電平電壓源換流器的連接電抗器，包括分別具有左側芯柱、右側芯柱和中間芯柱的第一E型鐵芯和第二E型鐵芯，所述第一E型鐵芯與第二E型鐵芯相對間隔放置，上述在兩個左側芯柱之間以及兩個右側芯柱之間的空間間隔作為側部氣隙，兩個中間芯柱之間的空間間隔作為中部氣隙，中部氣隙的長度大于側部氣隙的長度；還包括第一絕緣導線圈和第二絕緣導線圈，第一絕緣導線圈纏繞第一E型鐵芯與第二E型鐵芯相對的兩個左側芯柱并包覆該兩個左側芯柱之間的側部氣隙，第二絕緣導線圈纏繞第一E型鐵芯與第二E型鐵芯相對的兩個右側芯柱并包覆該兩個右側芯柱之間的側部氣隙。

所述第一絕緣導線圈一側的端口和第二絕緣導線圈在相同側的端口分別連接外部的多電平換流器的兩個AC相位端子，第一絕緣導線圈與第二絕緣導線圈的各自另一側的端口共接后與外部的AC供電系統電性連接。

進一步，所述中部氣隙長度是側部氣隙長度的3倍。由于中部氣隙的長度遠大于側部氣隙，因此中部氣隙的磁阻遠大于側部氣隙的磁阻，依此原理可以實現對共模電流的抑制作用。

上述的一個中部氣隙和兩個側部氣隙中填充樹脂。樹脂可以方便的填充氣隙空間，并且能夠保持鐵芯的結構穩固以及電氣性能穩定性。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

本實用新型的一種用于多電平電壓源換流器的連接電抗器，其利用兩個E型鐵芯相對設置時中部氣隙與側部氣隙的顯著差異，可以在充分抑制共模電流的情況下盡量減輕對差模電流的影響，從而實現換流器橋臂損耗的降低以及提高電容電壓的穩定性。

附圖說明

圖1為一種多電平電壓源換流器的結構圖。

圖2為本實用新型的用于多電平換流器的連接電抗器的結構圖。

圖3為本實用新型的連接電抗器與多電平換流器連接的一個應用實施例。

圖4為本實用新型的連接電抗器中差模電流的流向示意圖。

圖5為本實用新型的連接電抗器中共模電流的流向示意圖。

具體實施方式

實施例

下面結合附圖和實施例對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部實施例。