[發明專利]固態變壓器功率單元及變電站

在審

• 申請號: 202011551471.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN114665718A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 楊有濤;耿杰;楊志千
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H05K7/20
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 賀琳

本申請公開了一種固態變壓器功率單元及變電站，屬于電力領域。該固態變壓器功率單元包括單獨封裝的高壓輸入模塊、中間隔離模塊和低壓輸出模塊；高壓輸入模塊包括第一殼體、風冷散熱結構、直流支撐電容組、整流子模塊、逆變子模塊，整流子模塊的第一輸入端和第二輸入端從第一殼體伸出，逆變子模塊的第一輸出端和第二輸出端從第一殼體伸出；低壓輸出模塊結構與高壓輸入模塊相同；中間隔離模塊位于高壓輸入模塊和低壓輸出模塊之間，包括第二殼體，以及位于第二殼體內的高頻變壓器；高頻變壓器的第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端從第二殼體伸出。根據本申請實施例能夠降低固態變壓器功率單元的安裝難度。

技術領域

本申請屬于電力領域，尤其涉及一種固態變壓器功率單元及變電站。

背景技術

隨著電網技術的發展和對電能需求的增長，工頻電力變壓器作為電網的關鍵設備，功能局限性愈加明顯，難以滿足電網的發展要求。固態變壓器地一種將電力電子變換技術與中高頻電磁耦合技術相結合的新型可控型電力變壓器，可互聯不同電壓等級的輸電網和配電網，能夠滿足電網的發展要求。

固態變壓器可由多個封裝的功率單元組成。將高壓輸入級電路、中間隔離級電路和低壓輸出級電路封裝為一個功率單元。由于功率單元中的電路較多，功率單元體積較大，使得功率單元的安裝、維護難度都較大。

發明內容

本申請實施例提供一種固態變壓器功率單元及變電站，能夠降低固態變壓器功率單元、固態變壓器變電站的安裝難度、維護難度。

第一方面，本申請實施例提供一種固態變壓器功率單元，包括單獨封裝的高壓輸入模塊、中間隔離模塊和低壓輸出模塊；

高壓輸入模塊包括第一殼體，位于第一殼體內的風冷散熱結構，位于第一殼體內的直流支撐電容組，以及設置于風冷散熱結構背面并聯連接的整流子模塊、逆變子模塊，直流支撐電容組與整流子模塊并聯連接；整流子模塊的第一輸入端和第二輸入端從第一殼體伸出，逆變子模塊的第一輸出端和第二輸出端從第一殼體伸出；

低壓輸出模塊與高壓輸入模塊的結構相同；

中間隔離模塊位于高壓輸入模塊和低壓輸出模塊之間，中間隔離模塊包括第二殼體，以及位于第二殼體內的高頻變壓器；高頻變壓器的第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端從第二殼體伸出，高頻變壓器的第一輸入端以及第二輸入端與高壓輸入模塊中逆變子模塊的第一輸出端以及第二輸出端分別對應電連接，高頻變壓器的第一輸出端以及第二輸出端與低壓輸出模塊中整流子模塊的第一輸入端以及第二輸入端分別對應電連接。

在一些可能的實施例中，風冷散熱結構包括散熱底座，以及設置在散熱底座上的多個散熱翅片。

在一些可能的實施例中，第一殼體與散熱翅片相對的第一面上設置有進風口，在與第一面相對的第二面上設置有出風口。

在一些可能的實施例中，高壓輸入模塊還包括位于第一殼體內的疊層母排，疊層母排與散熱底座平行設置，疊層母排與直流支撐電容組連接，疊層母排還分別與整流子模塊以及逆變子模塊電連接。

在一些可能的實施例中，整流子模塊包括兩個半橋IGBT器件組，逆變子模塊包括兩個半橋IGBT器件組。

在一些可能的實施例中，高壓輸入模塊還包括在整流子模塊和逆變子模塊背向散熱底座一側設置的驅動控制電路板組。

在一些可能的實施例中，沿整流子模塊和逆變子模塊背向散熱底座的方向，驅動控制電路板組包括層疊設置的第一驅動電路板、第二驅動電路板和控制電路板；

第一驅動電路板包括半橋IGBT器件組各自對應的第一電路，每個第一電路在第一驅動電路板上對應電連接有兩個第一接線端子；