一種輕型直流輸電設(shè)備高壓直流側(cè)電容充電結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種輕型直流輸電設(shè)備高壓直流側(cè)電容充電結(jié)構(gòu)，所述的輕型直流輸電設(shè)備由整流側(cè)換流站、逆變側(cè)換流站和直流輸電電纜組成；其特征在于：所述的直流電容器兩端設(shè)有由兩個(gè)IGBT電子式開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)組成的并聯(lián)保護(hù)裝置，通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)IGBT電子式開(kāi)關(guān)器件的串聯(lián)中間點(diǎn)及直流電容器負(fù)極輸出穩(wěn)定的直流電壓，級(jí)聯(lián)的功率單元鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的正極端及負(fù)極端連接有避雷器；所述的逆變側(cè)高壓直流輸入采用電容和電阻分壓，將直流母線的高壓直流均分為n個(gè)低壓直流，為n級(jí)逆變功率單元供電。采用該硬件結(jié)構(gòu)的搭建，尤其是輕型直流輸電設(shè)備應(yīng)用于條件比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，可實(shí)現(xiàn)整流側(cè)或逆變側(cè)的直流輸出采用逐級(jí)啟動(dòng)的方式，有效減小高壓直流側(cè)瞬態(tài)沖擊電流。
【專利說(shuō)明】 一種輕型直流輸電設(shè)備高壓直流側(cè)電容充電結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及輕型直流輸電、電力電子領(lǐng)域，特別涉及一種輕型直流輸電設(shè)備高壓直流側(cè)電容充電結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子器件和控制技術(shù)的飛速發(fā)展，輕型直流輸電技術(shù)日趨完善，其用途包括遠(yuǎn)距離無(wú)源網(wǎng)絡(luò)供電、孤島及海上鉆井平臺(tái)供電、新能源并網(wǎng)及用來(lái)構(gòu)成大城市內(nèi)多端直流輸電系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的交流配電網(wǎng)等，采用直流輸電更加節(jié)能、降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。輕型直流輸電作為一種經(jīng)濟(jì)、靈活、高質(zhì)量的輸電方式，能夠應(yīng)用于遠(yuǎn)距離直流高壓輸電工程中，將取得良好的經(jīng)濟(jì)及環(huán)保效益。
[0003]當(dāng)輕型直流輸電設(shè)備應(yīng)用于條件比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，或直流側(cè)安裝有避雷裝置的現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，輕型直流輸電設(shè)備的直流側(cè)短路保護(hù)裝置是十分必要的，可有效地在直流輸電發(fā)生故障時(shí)在直流輸出側(cè)或輸入側(cè)關(guān)斷直流電流，提升整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。由于短路保護(hù)裝置的存在，整流側(cè)或逆變側(cè)輸入三相交流電后，功率單元側(cè)帶高壓直流電，逆變側(cè)或整流側(cè)功率單元電壓為0V，為減小高壓直流側(cè)瞬態(tài)沖擊電流，整流側(cè)或逆變側(cè)的直流輸出采用逐級(jí)啟動(dòng)方式十分必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種輕型直流輸電設(shè)備高壓直流側(cè)電容充電結(jié)構(gòu)，采用該硬件結(jié)構(gòu)的搭建，尤其是輕型直流輸電設(shè)備應(yīng)用于條件比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，或直流側(cè)安裝有避雷裝置的現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)整流側(cè)或逆變側(cè)的直流輸出采用逐級(jí)啟動(dòng)的方式，有效減小高壓直流側(cè)瞬態(tài)沖擊電流。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種輕型直流輸電設(shè)備高壓直流側(cè)電容充電結(jié)構(gòu)，所述的輕型直流輸電設(shè)備由整流側(cè)換流站、逆變側(cè)換流站和直流輸電電纜組成；整流側(cè)輸入為三相交流電壓，經(jīng)整流側(cè)的移相變壓器變換為η組低壓三相交流輸出至整流側(cè)功率單元；整流側(cè)功率單元采用三相可控整流加直流電容器濾波后，將η級(jí)整流功率單元直流輸出側(cè)串聯(lián)形成高壓直流，經(jīng)直流電纜傳輸至輕型直流輸電設(shè)備逆變側(cè)換流站；其特征在于:所述的直流電容器兩端設(shè)有由兩個(gè)IGBT電子式開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)組成的并聯(lián)保護(hù)裝置，通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)IGBT電子式開(kāi)關(guān)器件的串聯(lián)中間點(diǎn)及直流電容器負(fù)極輸出穩(wěn)定的直流電壓，級(jí)聯(lián)的功率單元鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的正極端及負(fù)極端連接有避雷器；所述的逆變側(cè)高壓直流輸入采用電容和電阻分壓，將直流母線的高壓直流均分為η個(gè)低壓直流，為η級(jí)逆變功率單元供電。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]采用該硬件結(jié)構(gòu)的搭建，尤其是輕型直流輸電設(shè)備應(yīng)用于條件比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，或直流側(cè)安裝有避雷裝置的現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)整流側(cè)或逆變側(cè)的直流輸出采用逐級(jí)啟動(dòng)的方式，有效減小高壓直流側(cè)瞬態(tài)沖擊電流。本實(shí)用新型可有效地在直流輸電發(fā)生故障時(shí)在直流輸出側(cè)或輸入側(cè)關(guān)斷直流電流，提升整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。由于短路保護(hù)裝置的存在，整流側(cè)或逆變側(cè)輸入三相交流電后，功率單元側(cè)帶高壓直流電，逆變側(cè)或整流側(cè)功率單元電壓為0V，為減小高壓直流側(cè)瞬態(tài)沖擊電流，整流側(cè)或逆變側(cè)的直流輸出采用可順利實(shí)現(xiàn)逐級(jí)啟動(dòng)方式。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是帶直流側(cè)短路保護(hù)裝置的輕型直流輸電系統(tǒng)拓?fù)鋱D。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。
[0011 ] 一種輕型直流輸電設(shè)備高壓直流側(cè)電容充電結(jié)構(gòu)，輕型直流輸電設(shè)備應(yīng)用于條件比較惡劣的現(xiàn)場(chǎng)，在直流側(cè)安裝有避雷器，直流電容器兩端設(shè)有由兩個(gè)IGBT電子式開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)組成的并聯(lián)保護(hù)裝置，正常工作時(shí)，上橋臂處于開(kāi)通狀態(tài)，下橋臂處于關(guān)斷狀態(tài)，通過(guò)兩個(gè)IGBT電子式開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)中間點(diǎn)和直流電容負(fù)極端輸出穩(wěn)定的直流電壓。
[0012]輕型直流輸電設(shè)備由結(jié)構(gòu)完全相同的整流測(cè)換流站和逆變側(cè)換流站組成，啟動(dòng)方式可以是整流側(cè)啟動(dòng)逆變功率單元或逆變側(cè)啟動(dòng)整流功率單元。
[0013]見(jiàn)圖1，輕型直流輸電設(shè)備包括整流側(cè)換流站、逆變側(cè)換流站和直流輸電電纜組成，其中整流側(cè)換流站由移相變壓器、變壓器、LC濾波電路、功率單元和短路保護(hù)裝置構(gòu)成，逆變側(cè)換流站由短路保護(hù)裝置、功率單元、LC濾波電路、變壓器和移相變壓器構(gòu)成。
[0014]整流側(cè)換流站，移相變壓器原邊接入高壓交流系統(tǒng)，在副邊形成低壓交流電送入功率單元；功率單元為IGBT組成的三相可控整流電路整流，在直流側(cè)電容C兩端形成直流電壓，直流側(cè)電容器C輸出端并聯(lián)短路保護(hù)裝置，即兩個(gè)串聯(lián)的電子式開(kāi)關(guān)器件IGBTl和IGBT2，通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的電子式開(kāi)關(guān)器件IGBT1、IGBT2的串聯(lián)點(diǎn)和直流電容C負(fù)極輸出穩(wěn)定的直流電壓；正常工作時(shí)，IGBTl處于開(kāi)通狀態(tài)，IGBT2處于關(guān)斷狀態(tài)。
[0015]逆變側(cè)換流站，直流電壓通過(guò)電子式開(kāi)關(guān)器件IGBT3、IGBT4的串聯(lián)點(diǎn)加在電容器兩端，然后經(jīng)過(guò)由IGBT所組成的三相可控逆變電路逆變成交流電壓輸出；正常工作時(shí)IGBT3處于開(kāi)通狀態(tài)，IGBT4處于關(guān)斷狀態(tài)；將直流輸入側(cè)級(jí)聯(lián)起來(lái)再與直流輸電電纜連接，采用電容和電阻均壓使每個(gè)功率單元承擔(dān)等分的直流電壓，功率單元采用PWM脈寬調(diào)制技術(shù)將直流電壓逆變輸出交流電，再將每個(gè)功率單元的交流輸出端經(jīng)過(guò)LC濾波電路接入變壓器副邊，通過(guò)不同型號(hào)的變壓器輸出用戶所需求的交流電。
[0016]直流側(cè)電容是其直流側(cè)儲(chǔ)能元件，可緩沖橋臂開(kāi)斷的沖擊電流、減小直流側(cè)的電壓諧波，并為功率單元提供電壓支撐。
[0017]其中，整流側(cè)換流站和逆變側(cè)換流站的功率單元個(gè)數(shù)，由用戶所需求的直流電壓等級(jí)決定。直流電壓等級(jí)越高，所需求的功率單元個(gè)數(shù)越多。
[0018]直流輸電線纜由導(dǎo)體屏蔽層、絕緣層、絕緣屏蔽層三層同時(shí)擠壓成絕緣層，中間導(dǎo)體一般為鋁材單芯導(dǎo)體，具有高強(qiáng)度、環(huán)保和方便掩埋等特點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種輕型直流輸電設(shè)備高壓直流側(cè)電容充電結(jié)構(gòu)，所述的輕型直流輸電設(shè)備由整流側(cè)換流站、逆變側(cè)換流站和直流輸電電纜組成；整流側(cè)輸入為三相交流電壓，經(jīng)整流側(cè)的移相變壓器變換為η組低壓三相交流輸出至整流側(cè)功率單元；整流側(cè)功率單元采用三相可控整流加直流電容器濾波后，將η級(jí)整流功率單元直流輸出側(cè)串聯(lián)形成高壓直流，經(jīng)直流電纜傳輸至輕型直流輸電設(shè)備逆變側(cè)換流站；其特征在于:所述的直流電容器兩端設(shè)有由兩個(gè)IGBT電子式開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)組成的并聯(lián)保護(hù)裝置，通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)IGBT電子式開(kāi)關(guān)器件的串聯(lián)中間點(diǎn)及直流電容器負(fù)極輸出穩(wěn)定的直流電壓，級(jí)聯(lián)的功率單元鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的正極端及負(fù)極端連接有避雷器；所述的逆變側(cè)高壓直流輸入采用電容和電阻分壓，將直流母線的高壓直流均分為η個(gè)低壓直流，為η級(jí)逆變功率單元供電。
【文檔編號(hào)】H02J3/36GK204030619SQ201420286812
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】馮成, 吳然, 楊洋, 郭自勇, 劉寶誠(chéng), 虞蒼璧, 王緒寶, 孫賢大, 郝寶泉, 安寧, 劉誠(chéng) 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院, 榮信電力電子股份有限公司遼寧榮信眾騰科技有限公司