高壓直流電子設(shè)備的供電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓直流電子設(shè)備的供電裝置，本發(fā)明采用多個中壓變壓器串聯(lián)，以取代高壓變壓器；采用低成本位于地電位的工頻或高頻電源變壓器，通過多個變壓器串聯(lián)的方法，把處于地電位的電源耦合到高電位的電子設(shè)備。每個變壓器在結(jié)構(gòu)上是串聯(lián)的，系統(tǒng)對供電電源超高的絕緣電壓要求被串聯(lián)的多級變壓器分擔或者平均分擔，極大的降低了變壓器的絕緣等級，降低了變壓器的造價及生產(chǎn)難度，為高壓直流電子式設(shè)備的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
【專利說明】高壓直流電子設(shè)備的供電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種高壓直流電子設(shè)備的供電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓直流電子設(shè)備，包括IGBT、晶閘管和其他功率管等等。如圖1所示的高壓電子式直流斷路器由高壓直流隔離開關(guān)、輔助電子式開關(guān)及主電子式開關(guān)等幾部分組成。其中輔助電子式開關(guān)及主電子式開關(guān)是有多級IGBT串聯(lián)而成。對于這種高壓、超高壓直流線路上的電子設(shè)備，由于無法從直流電網(wǎng)直接取能，而且電子設(shè)備所需能量又很少，因此，其供電是一難題。
[0003]盡管理論上采用高壓送能變壓器可以實現(xiàn)高電位的送能，但是對于高電壓的送能變壓器而言，其對地絕緣耐壓要求很高，這對于一個容量并不大的送能變壓器而言，其制造難度相當大，而且成本極高，并且沒有廠家愿意生產(chǎn)這種價值不高的高壓送能變壓器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流電子設(shè)備的供電裝置，用以解決現(xiàn)有供電方式制造難度大、成本高的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0006]高壓直流電子設(shè)備的供電裝置，所述供電裝置包括一個串聯(lián)中壓變壓器組，該串聯(lián)中壓變壓器組由至少兩個中壓變壓器串聯(lián)而成，后一級中壓變壓器原邊連接前一級中壓變壓器副邊，第一級的中壓變壓器原邊連接電源，最后一級中壓變壓器副邊用于連接待供電的高壓直流電子設(shè)備。
[0007]所述供電裝置還包括至少一個串聯(lián)低壓變壓器組，每個串聯(lián)低壓變壓器組由至少兩個低壓變壓器串聯(lián)而成，每個串聯(lián)低壓變壓器組的第一級低壓變壓器原邊連接所述最后一級中壓變壓器副邊；所述串聯(lián)低壓變壓器組中，各低壓變壓器的原邊和/或副邊用于連接待供電的高壓直流電子設(shè)備。
[0008]所述串聯(lián)低壓變壓器組中，各低壓變壓器的原邊和/或副邊連接有一個串聯(lián)級間絕緣低壓變壓器組；每個串聯(lián)級間絕緣低壓變壓器組由至少兩個級間絕緣低壓變壓器串聯(lián)而成，每個串聯(lián)級間絕緣低壓變壓器組的第一級級間絕緣低壓變壓器原邊連接對應(yīng)的所述低壓變壓器的原邊和/或副邊，各級間絕緣低壓變壓器的原邊和/或副邊用于連接待供電的高壓直流電子設(shè)備。
[0009]由于高壓送能變壓器制造難度大，成本很高，本發(fā)明采用多個中壓變壓器串聯(lián)，以取代高壓變壓器；采用低成本位于地電位的工頻或高頻電源變壓器，通過多個變壓器串聯(lián)的方法，把處于地電位的電源耦合到高電位的電子設(shè)備。每個變壓器在結(jié)構(gòu)上是串聯(lián)的，系統(tǒng)對供電電源超高的絕緣電壓要求被串聯(lián)的多級變壓器分擔或者平均分擔，極大的降低了變壓器的絕緣等級，降低了變壓器的造價及生產(chǎn)難度，為高壓直流電子式設(shè)備的應(yīng)用創(chuàng)造了條件?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1是高壓電子式直流斷路器結(jié)構(gòu)圖；
[0011]圖2是實施例1的電路原理圖；
[0012]圖3是實施例2的電路原理圖；
[0013]圖4是實施例3的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0015]實施例1
[0016]本文中所指串聯(lián)(中壓、低壓、級間絕緣低壓)變壓器組，是指多個變壓器串聯(lián)形成的變壓器組，變壓器串聯(lián)是指后一級變壓器原邊連接前一級變壓器副邊。如圖2所示，串聯(lián)中壓變壓器組有三個中壓變壓器lTFa、2TFa、3TFa依次串聯(lián)而成，ITFa原邊連接電源，3TFa副邊連接到待供電的高壓電子設(shè)備。電源為獨立于高壓電子設(shè)備的電源，如地電位的電源(如圖2)，變壓器ITFa 二次輸出電壓作為第二個變壓器2TFa的一次輸入電壓，第二個變壓器2TFa的輸出電壓作為第三個變壓器3TFa的輸入電壓，這樣一級一級的耦合，把處于地電位的電源耦合到處于高電位的電子設(shè)備，第三個變壓器3TFa副邊連接待供電的高壓直流電子設(shè)備(需要通過相應(yīng)的變流設(shè)備)。從圖中可以看出，高壓電子設(shè)備對地絕緣耐壓為500kV，按照設(shè)計要求分配在三個中壓變壓器lTFa、2TFa、3TFa上，絕緣電壓由三個中壓變壓器分擔或者平均分擔。
[0017]依照本實施例，也可以設(shè)置更多變壓器的串聯(lián)。
[0018]實施例2
[0019]如圖3所示，本實施例與實施例1不同在于，第三個中壓變壓器3TFa副邊不再直接連接到待供電的高壓直流電子設(shè)備，而是經(jīng)過了低壓變壓器。如圖3，這些低壓變壓器形成兩個串聯(lián)低壓變壓器組(作為其他實施方式，也可以是更多個串聯(lián)低壓變壓器組)，每個串聯(lián)低壓變壓器組的第一級低壓變壓器均連接到最后一級中壓變壓器的副邊。低壓變壓器的原邊和/或副邊連接待供電的高壓直流電子設(shè)備。
[0020]位于高電位的電子設(shè)備往往是由多個串聯(lián)的IGBT、晶閘管或其它串聯(lián)的電子設(shè)備組成。實施例2和實施例3適合于為串聯(lián)的多個電子設(shè)備供電。位于高電位每一個低壓變壓器均是耐壓較低的小型耦合變壓器，因其與串聯(lián)的電子設(shè)備等電位，其耐壓等級只要與串聯(lián)的電子設(shè)備的耐壓等級相當即可。本實施例中，每個低壓變壓器之間的絕緣電壓為20kV。
[0021]實施例3
[0022]如圖4，與實施例2不同在于，低壓變壓器的原邊和/或副邊不直接連接待供電的高壓直流電子設(shè)備，而是經(jīng)過了級間絕緣低壓變壓器一各低壓變壓器的原邊和/或副邊連接有一個串聯(lián)級間絕緣低壓變壓器組，級間絕緣低壓變壓器的原邊和/或副邊連接待供電的高壓直流電子設(shè)備。級間絕緣低壓變壓器可以用于對應(yīng)圖1中電子式開關(guān)的串聯(lián)的單個IGBT，每個級間絕緣低壓變壓器組可以用于為電子式開關(guān)的一個閥段供電。
[0023]本實施例中，每個級間絕緣低壓變壓器之間的絕緣電壓為2kV。[0024]此項專利受國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)課題資助，課題編號:2012AA050206。
【權(quán)利要求】
1.高壓直流電子設(shè)備的供電裝置，其特征在于，所述供電裝置包括一個串聯(lián)中壓變壓器組，該串聯(lián)中壓變壓器組由至少兩個中壓變壓器串聯(lián)而成，后一級中壓變壓器原邊連接前一級中壓變壓器副邊，第一級的中壓變壓器原邊連接電源，最后一級中壓變壓器副邊用于連接待供電的高壓直流電子設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流電子設(shè)備的供電裝置，其特征在于，所述供電裝置還包括至少一個串聯(lián)低壓變壓器組，每個串聯(lián)低壓變壓器組由至少兩個低壓變壓器串聯(lián)而成，每個串聯(lián)低壓變壓器組的第一級低壓變壓器原邊連接所述最后一級中壓變壓器副邊；所述串聯(lián)低壓變壓器組中，各低壓變壓器的原邊和/或副邊用于連接待供電的高壓直流電子設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓直流電子設(shè)備的供電裝置，其特征在于，所述串聯(lián)低壓變壓器組中，各低壓變壓器的原邊和/或副邊連接有一個串聯(lián)級間絕緣低壓變壓器組；每個串聯(lián)級間絕緣低壓變壓器組由至少兩個級間絕緣低壓變壓器串聯(lián)而成，每個串聯(lián)級間絕緣低壓變壓器組的第一級級間絕緣低壓變壓器原邊連接對應(yīng)的所述低壓變壓器的原邊和/或副邊，各級間絕緣低壓變壓器的原邊和/或副邊用于連接待供電的高壓直流電子設(shè)備。
【文檔編號】H02M5/12GK103501116SQ201310440271
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】姚為正, 張建, 楊旭, 何青連, 馬俊民, 李旭升, 李生林, 洪波 申請人:許繼電氣股份有限公司