[發明專利]一種直流變壓器及其軟啟動控制方法

在審

• 申請號: 202010796325.0
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112003477A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 燕翚;聞福岳;王宇紅;朱寧輝;韓明月;張加林;顧然;史明明
• 申請（專利權）人: 中電普瑞電力工程有限公司;南瑞集團有限公司;國網江蘇省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種直流變壓器，其特征在于，包括：故障隔離電壓均衡模塊和DC/DC換流器；

所述故障隔離電壓均衡模塊一側連接高壓直流母線，其基于相同頻率且不同占空比實現軟啟動；

所述DC/DC換流器一側連接故障隔離電壓均衡模塊的另一側，另一側連接低壓直流母線，其基于開關周期和移相角實現軟啟動。

2.根據權利要求1所述的直流變壓器，其特征在于，所述故障隔離電壓均衡模塊包括旁路開關K1、旁路開關K2、限流電阻、電壓均衡支路和直流支撐電容支路；

所述電壓均衡支路、直流支撐電容支路和旁路開關K2均連接于高壓直流母線的正極端和負極端之間，且所述電壓均衡支路和直流支撐電容支路均與旁路開關K2并聯，所述旁路開關K1與限流電阻并聯后，連接于旁路開關K2與電壓均衡支路之間。

3.根據權利要求2所述的直流變壓器，其特征在于，所述電壓均衡支路包括IGBT支路和LC支路；

所述IGBT支路包括多個首尾相連的IGBT模塊，每個IGBT模塊包括兩個首尾相連的IGBT1和IGBT2；

所述LC支路包括比IGBT模塊少一個的LC諧振模塊，多個LC諧振模塊串聯，且每個LC諧振模塊包括諧振電感和與諧振電感串聯的諧振電容；

每個LC諧振模塊的兩端分別與相鄰兩個IGBT模塊的中間引出點連接。

4.根據權利要求1所述的直流變壓器，其特征在于，所述直流支撐電容支路包括多個正負極首尾相連的直流支撐電容；

所述直流支撐電容為奇數個，且與IGBT模塊個數相同。

5.根據權利要求4所述的直流變壓器，其特征在于，每個直流支撐電容與相應的IGBT模塊并聯，且每個直流支撐電容的正極連接IGBT1的集電極，其負極連接IGBT2的發射極。

6.根據權利要求4所述的直流變壓器，其特征在于，所述故障隔離電壓均衡模塊還包括取能電源，所述取能電源與位于中間位置的直流支撐電容并聯。

7.根據權利要求1所述的直流變壓器，其特征在于，所述DC/DC換流器采用LLC型換流器、DAB型換流器或CLLC型換流器，其包括串聯的高壓側換流器、高頻變壓器和低壓側換流器。

8.根據權利要求7所述的直流變壓器，其特征在于，所述高壓側換流器和低壓側換流器均為H橋變流器，均包括第一半橋和第二半橋；

所述第一半橋和第二半橋均包括位于上橋臂的IGBT模塊和位于下橋臂的IGBT模塊；

所述位于上橋臂的IGBT模塊包括上IGBT和與上IGBT反并聯的二極管；

所述位于下橋臂的IGBT模塊包括下IGBT和與下IGBT反并聯的二極管。

9.一種直流變壓器軟啟動控制方法，其特征在于，包括：

通過來自于高壓直流母線的直流電為故障隔離電壓均衡模塊充電；

故障隔離電壓均衡模塊充電結束后，所述故障隔離電壓均衡模塊和DC/DC換流器依次進行軟啟動。

10.根據權利要求9所述的直流變壓器軟啟動控制方法，其特征在于，所述通過來自于高壓直流母線的直流電為故障隔離電壓均衡模塊充電，包括：

所述直流變壓器初始狀態下，斷開故障隔離電壓均衡模塊的旁路開關K1和旁路開關K2，通過來自于高壓直流母線的直流電為故障隔離電壓均衡模塊中所有直流支撐電容充電，使直流支撐電容處于充電狀態，當所有直流支撐電容的電壓達到額定電壓時，充電結束。