[發(fā)明專利]一種電力電子變壓器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711082371.9
• 申請(qǐng)日: 2017-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN107732895A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 舒澤亮;林宏健;雷園;胡文濤;張旭峰;何曉瓊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J1/10
• 分類號(hào): H02J1/10;H02J7/34
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市電網(wǎng)中壓供電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，我國地鐵供電電源來自沿地鐵線路從城市電網(wǎng)直接引入地鐵，或者由地鐵專用主變電所變壓為地鐵供電系統(tǒng)所需的電壓等級(jí)，國內(nèi)一般為35kV或者10kV電壓等級(jí)。地鐵供電主要由兩大系統(tǒng)構(gòu)成：牽引供電系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)。我國目前通常采用的一種中壓供電網(wǎng)絡(luò)是混合型中壓網(wǎng)絡(luò)，即就是牽引變電所和降壓變電所采用統(tǒng)一電壓等級(jí)，共用一個(gè)中壓供電網(wǎng)絡(luò)。

原有的地鐵牽引供電系統(tǒng)通過牽引變壓器和整流機(jī)組，采用直流1500V或者750V向牽引網(wǎng)供電，整流后的直流是含有交流成分的脈動(dòng)直流。其中的諧波分量會(huì)通過傳導(dǎo)耦合對(duì)其他電力，電子設(shè)備產(chǎn)生不利的影響。為了抑制諧波的產(chǎn)生，提高整流脈波數(shù)，等效的24脈波整流。但是整流脈數(shù)越多，整流變壓器制造越復(fù)雜，成本越高。原有的地鐵供配電系統(tǒng)，由兩部分組成：降壓變電所和動(dòng)力照明系統(tǒng)。低壓側(cè)采用220/380V三相四線制TN-S系統(tǒng)。傳統(tǒng)的工頻牽引和降壓變壓器存在體積/質(zhì)量大、并網(wǎng)阻抗小、沖擊電流大、易諧振和噪音等問題，嚴(yán)重制約了地鐵速度、效率的進(jìn)一步提升。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，為了解決上述問題，提出了一種應(yīng)用于地鐵供電系統(tǒng)的電力電子變壓器技術(shù)，該技術(shù)輸入的級(jí)聯(lián)整流器可以實(shí)現(xiàn)雙向四象限單位功率因數(shù)運(yùn)行，因此無需諧波與無功補(bǔ)償裝置且工作電流受控，增加了并網(wǎng)交流電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可控性。隔離的雙向DC-DC變換器采用中高頻變壓器隔離，可以產(chǎn)生n個(gè)隔離的直流電源，構(gòu)成統(tǒng)一的直流母線，供后續(xù)的逆變器和DC-DC變換器使用，因此可以同時(shí)供電給地鐵牽引供電系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)，同時(shí)取消掉工頻的牽引變壓器和降壓變壓器，達(dá)到減重減體積的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種電力電子變壓器，它能有效地解決現(xiàn)有的工頻牽引變壓器和降壓變壓器的替代問題。本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為：

一種電力電子變壓器，中壓交流電A相、B相、C相各自經(jīng)電抗器LA、電抗器LB、電抗器LC再級(jí)聯(lián)n個(gè)交直變換器A1、變換器B1、變換器C1接出，其中n>1，形成三相輸入端口I；各相的變換器直流端口并聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)直流母線；直流母線為直流電源，其后設(shè)有n 個(gè)DC-DC變換器或逆變器，該變壓器整體有n個(gè)輸出端口U₁～U_n，其中n>1。

(1)A相支路第一個(gè)變換器A1₁電網(wǎng)側(cè)正端口A1₁P經(jīng)電抗器LA與三相電網(wǎng)A相連接， A相支路第一個(gè)變換器A1₁的電網(wǎng)側(cè)負(fù)端口A1₁N與第二個(gè)變換器A1₂的電網(wǎng)側(cè)正端口A1₂P 相連……，第n-1個(gè)變換器A1_n-1的電網(wǎng)側(cè)負(fù)端口A1_n-1N與第n個(gè)變換器A1_n的電網(wǎng)側(cè)正端口A1_nP相連，B相支路變換器B1、C相支路變換器C1的連接與A相相同；A相、B相、C 相的第n個(gè)變換器的電網(wǎng)側(cè)負(fù)端口A1_nN、負(fù)端口B1_nN、負(fù)端口C1_nN共同連接于N點(diǎn)。

(2)各相變換器直流端口并聯(lián)，共直流母線，包括兩種接法：