[發(fā)明專利]一種全控型同相供電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811487139.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-06
• 公開（公告）號(hào): CN109617425B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 由振忠;韓智玲;馬洪亮;董翠霞;白錫彬;趙青;潘磊;王鵬展;鄧九鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵電氣化局集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H02M5/458
• 分類號(hào): H02M5/458;H02M5/14
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;李相雨

1.一種全控型同相供電系統(tǒng)，其特征在于，包括：

三相多繞組分裂電力變壓器、變換器模塊及單相三繞組升壓變壓器；

所述三相多繞組分裂電力變壓器包括三個(gè)鐵芯柱，每個(gè)鐵芯柱上布置有預(yù)設(shè)的n個(gè)相同的低壓線圈，三個(gè)鐵芯柱上的低壓線圈組成n個(gè)三相低壓繞組；

所述變換器模塊包括級(jí)聯(lián)的n個(gè)功率單元，每個(gè)功率單元包括順次連接的整流單元、儲(chǔ)能濾波單元及逆變單元；所述n個(gè)三相低壓繞組分別作為n個(gè)所述整流單元的輸入，經(jīng)所述整流單元進(jìn)行三相全控整流后輸入所述儲(chǔ)能濾波單元，所述儲(chǔ)能濾波單元輸出的信號(hào)經(jīng)所述逆變單元進(jìn)行單相全橋逆變后輸出；n個(gè)所述逆變單元的輸出進(jìn)行級(jí)聯(lián)后，經(jīng)所述單相三繞組升壓變壓器升壓后輸出；

其中，所述整流單元和所述逆變單元所采用的器件包括全控型電力電子器件；

所述整流單元為三相多電平整流單元，所述三相多電平整流單元中，IGBT T1、IGBTT2、IGBT T3及IGBT T4串聯(lián)連接，IGBT T5、IGBT T6、IGBT T7及IGBT T8串聯(lián)連接，IGBT T9、IGBT T10、IGBT T11及IGBT T12串聯(lián)連接；IGBT T1的發(fā)射極與二極管D1的陰極連接，IGBTT3的發(fā)射極與二極管D2的陽極連接；IGBT T5的發(fā)射極與二極管D3的陰極連接，IGBT T7的發(fā)射極與二極管D4的陽極連接；IGBT T9的發(fā)射極與二極管D5的陰極連接，IGBT T11的發(fā)射極與二極管D6的陽極連接；

所述儲(chǔ)能濾波單元中，電容C1和電容C2串聯(lián)連接；

所述逆變單元為單相多電平逆變單元，所述單相多電平逆變單元中，IGBT T13、IGBTT14、IGBT T15及IGBT T16串聯(lián)連接，IGBT T17、IGBT T18、IGBT T19及IGBT T20串聯(lián)連接；IGBT T13的發(fā)射極與二極管D7的陰極連接，IGBT T15的發(fā)射極與二極管D8的陽極連接；IGBT T17的發(fā)射極與二極管D9的陰極連接，IGBT T19的發(fā)射極與二極管D10的陽極連接；

另外，二極管D1、二極管D3、二極管D5、二極管D7、二極管D9的陽極及二極管D2、二極管D4、二極管D6、二極管D8、二極管D10的陰極連接；IGBT T1、IGBT T5、IGBT T9、IGBT T13、IGBT T17的集電極與電容C1的正極連接；IGBT T4、IGBT T8、IGBT T12、IGBT T16、IGBT T20的發(fā)射極與電容C2的負(fù)極連接；

所述三相低壓繞組輸出的三相電分別連向IGBT T2、IGBT T6及IGBT T10的發(fā)射極；所述單相多電平逆變單元的輸出電壓信號(hào)的兩端分別連向IGBT T18及IGBT T14的發(fā)射極；

所述單相三繞組升壓變壓器滿足如下阻抗匹配條件：

Z₂₁＝Z₃₁

其中，Z₂₁為原邊繞組短路時(shí)，從次邊T繞組測(cè)得的阻抗；Z₃₁為原邊繞組短路時(shí)，從次邊F繞組測(cè)得的阻抗；Z_23-1為原邊繞組短路時(shí)，從次邊T、F繞組串聯(lián)回路測(cè)得的阻抗；所述單相三繞組升壓變壓器的副邊的一端接接觸線，另一端接正饋線，中性點(diǎn)接地；其中，所述接觸線與所述中性點(diǎn)之間的副邊繞組稱為T繞組、所述正饋線與所述中性點(diǎn)之間的副邊繞組稱為F繞組。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同相供電系統(tǒng)，其特征在于，所述三相多電平整流單元包括三相三電平整流單元、三相五電平整流單元、三相七電平整流單元及三相九電平整流單元；

所述單相多電平逆變單元包括單相三電平逆變單元、單相五電平逆變單元、單相七電平逆變單元及單相九電平逆變單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同相供電系統(tǒng)，其特征在于，所述單相多電平逆變單元采用載波移相調(diào)制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同相供電系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)IGBT器件包括并聯(lián)連接的兩個(gè)IGBT器件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同相供電系統(tǒng)，其特征在于，每個(gè)鐵芯柱上還布置有第n+1個(gè)低壓線圈，三個(gè)鐵芯柱上布置的第n+1個(gè)低壓線圈構(gòu)成第n+1個(gè)三相低壓繞組，用于為牽引變電所電力及配電負(fù)荷提供電源。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同相供電系統(tǒng)，其特征在于，所述三相多繞組分裂電力變壓器及所述單相三繞組升壓變壓器共箱布置。