[發明專利]一種直流變壓器

在審

• 申請號: 201911158636.8
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110868065A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 劉增哲;安昱;柳龍;楊欣然;張帆;石松;盛萬興;李蕊;吳鳴;孫麗敬;李彬彬;聶明珍
• 申請（專利權）人: 西安許繼電力電子技術有限公司;許繼集團有限公司;許繼電氣股份有限公司;國家電網有限公司;中國電力科學研究院有限公司;國網山東省電力公司聊城供電公司
• 主分類號: H02M3/00
• 分類號: H02M3/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 崔旭東;黃晶

本發明涉及一種直流變壓器，屬于直流配網技術領域。直流變壓器包括至少兩個DC/DC模塊，每個DC/DC模塊的輸出端均連接有分布式電感電路，分布式電感電路包括帶鐵芯的正極電感，用于連接所述DC/DC模塊的輸出端線路正極；帶鐵芯的負極電感，用于連接所述DC/DC模塊的輸出端線路負極；所述帶鐵芯的正極電感和負極電感之間串設有電容模塊；各DC/DC模塊的分布式電感電路的電容模塊串聯，形成直流變壓器的輸出端。本發明的直流變壓器中的正極電感、負極電感和電容模塊均為小體積，即電感和電容的尺寸及容量均相應減小，集成化度較高，直流變壓器的體積相應減小，同時由于小體積的電感、電容的生產工藝要求不高，因此生產成本低，能夠降低直流變壓器的生產成本。

技術領域

本發明涉及一種直流變壓器，屬于直流配網技術領域。

背景技術

隨著直流配網工程的增加，以及直流配網技術領域的迅速進展，直流設備(如直流變壓器)在實際直流輸電工程中得到了更加廣泛的應用，該應用存在著電壓高、電流大、容量大的特點，其所需直流配電設備模塊數量的增加、設備體積的增大，如何能夠更好的接入分布式電源與直流負荷成為更加嚴峻的問題，所以亟需體積更小集成度更高的直流設備，來提高系統的安全性及運行效率。

現有技術中，直流變壓器采用DC/DC模塊串聯后統一接帶鐵芯的電感L1、L2，輸出到電容C上。如圖1所示，母線通過模塊1到模塊n(即DC/DC模塊)串聯后正負極經過帶鐵芯的大電感L1、L2輸出到電容C上。采用這種電路方式需要電感L1、L2的體積較大，絕緣和接地水平要求較高，同時電容C的容量和體積也比較大，對電感、電容的生產工藝要求較高，導致直流變壓器的體積大、成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種直流變壓器，用于解決現有技術中的直流變壓器體積大、成本高的問題。

本發明的一種直流變壓器采用如下技術方案：

包括至少兩個DC/DC模塊，每個DC/DC模塊的輸出端均連接有分布式電感電路，分布式電感電路包括：

帶鐵芯的正極電感，用于連接所述DC/DC模塊的輸出端線路正極；帶鐵芯的負極電感，用于連接所述DC/DC模塊的輸出端線路負極；所述帶鐵芯的正極電感和負極電感之間串設有電容模塊；

各DC/DC模塊的分布式電感電路的電容模塊串聯，形成直流變壓器的輸出端。

上述技術方案的有益效果是：

本發明的直流變壓器通過在每個DC/DC模塊的輸出端設置有分布式電感電路，且每個分布式電感電路均包括有帶鐵芯的正極電感、負極電感，以及二者之間串聯的電容模塊，各電容模塊串聯作為直流變壓器的輸出端，由于每個DC/DC模塊的輸出電壓比較低，帶鐵芯的電感體積相對比較小，其絕緣強度容易實現。與現有直流變壓器中大體積的電感和電容相比，本發明的直流變壓器中的正極電感、負極電感和電容模塊均為小體積，即電感和電容的尺寸及容量均相應減小，集成化度較高，直流變壓器的體積相應減小，同時由于小體積的電感、電容的生產工藝要求不高，因此生產成本低，能夠降低直流變壓器的生產成本。

為了消除懸浮電位，一種實現方案為：所述負極電感的鐵芯接地，正極電感的鐵芯接地。

為了消除懸浮電位，另一種實現方案為：所述電容模塊包括正極電容和負極電容，正極電容和負極電容串聯連接，正極電容和負極電容的串聯點通過第一電阻連接所述正極電感的鐵芯，正極電容和負極電容的串聯點通過第二電阻連接所述負極電感的鐵芯。

上述第一/第二電阻在正極/負極電感的鐵芯上引出，并與電容中性點(即正極電容和負極電容的串聯點)相連，使電感的鐵芯與輸出側形成了電氣連接，有效降低直流變壓器電感鐵芯的懸浮電位，避免了直流變壓器的局部放電現象，提高了直流變壓器的安全性和可靠性。并且，第一電阻和第二電阻為高祖值電阻，高阻值電阻避免了DC/DC模塊和電感之間產生高頻環流，同時增加了電感繞組與鐵芯之間的絕緣耐壓等級、避免電感發生擊穿現象。