本發(fā)明屬于交直流配電網(wǎng)、電力電子和用戶電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力電子變壓器。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)配電網(wǎng)面對(duì)日益多樣化的能源、負(fù)荷和用電需求，在可靠性、高效性方面面臨巨大挑戰(zhàn)。由此新型智能的交直流配電網(wǎng)收到了廣泛關(guān)注，能夠更好的接入分布式電源與直流負(fù)荷，提高配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量、可靠性及運(yùn)行效率。

傳統(tǒng)變壓器由于其固有缺點(diǎn)，如飽和、直流偏磁、波形畸變、空載損耗大等缺點(diǎn)，已經(jīng)難以滿足交直流配電網(wǎng)發(fā)展的需求，電力電子變壓器應(yīng)運(yùn)而生。目前常用的是高頻變壓器代替工頻變壓器，提升鐵心材料利用率并減小變壓器的體積。同時(shí)，通過對(duì)高頻變壓器兩側(cè)電力電子換流裝置的靈活控制，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功率因數(shù)調(diào)節(jié)、輸出電壓穩(wěn)定及變壓器過流保護(hù)。

但電力電子變壓器應(yīng)用在中壓配電網(wǎng)場(chǎng)合時(shí)，適合選用模塊化級(jí)聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于位于高壓側(cè)的高頻變壓器模塊的鐵芯與主電路間缺乏電氣連接，會(huì)產(chǎn)生懸浮電位，所產(chǎn)生的懸浮電位值較高且電場(chǎng)不均勻程度更嚴(yán)重，因此可能會(huì)發(fā)生局部放電的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致周圍固體絕緣介質(zhì)燒壞或炭化，同時(shí)可能對(duì)控制電路放電，危害設(shè)備安全。

現(xiàn)有技術(shù)中解決電力電子變壓器鐵芯產(chǎn)生懸浮電壓的方法是使變壓器鐵芯直接接地的方式，避免了懸浮電位問題。但是電力電子變壓器內(nèi)部包括多個(gè)變壓器模塊，同時(shí)接地會(huì)增大系統(tǒng)絕緣需求，且變壓器鐵芯同時(shí)接地的方案難以實(shí)施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電力電子變壓器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中多個(gè)變壓器鐵芯同時(shí)接地實(shí)施難度大的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種電力電子變壓器，包括高壓繞組、低壓繞組、鐵芯，所述鐵芯與低壓繞組通過導(dǎo)電設(shè)備連接。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電設(shè)備為用于避免dc/dc模塊與繞組之間形成高頻電流的電阻。

進(jìn)一步地，所述電阻澆筑在變壓器內(nèi)部。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供了一種電力電子變壓器，該變壓器包括高壓繞組、鐵芯、低壓繞組，通過在變壓器鐵芯與低壓繞組之間通過導(dǎo)電設(shè)備連接，使鐵芯與低壓繞組之間形成電氣連接，對(duì)鐵芯懸浮電位進(jìn)行了有效的控制，與現(xiàn)有技術(shù)中將變壓器鐵芯接地降低懸浮電位的方式相比，將鐵芯與低壓繞組通過導(dǎo)電設(shè)備連接的方式實(shí)施起來難度較低，容易實(shí)現(xiàn)，能夠有效降低電力電子變壓器內(nèi)部過電壓的情況，避免了變壓器具備放電現(xiàn)象，提高了設(shè)備的安全可靠性。

附圖說明

圖1為電力電子變壓器的一種典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖2為dc/dc模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明的電力電子變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明：

本發(fā)明的一種電力電子變壓器的實(shí)施例：

現(xiàn)有技術(shù)中電力電子變壓器的鐵芯通過接地解決鐵芯產(chǎn)生懸浮電壓的問題，但是由于變壓器通過澆筑或其他方式固定在電網(wǎng)系統(tǒng)中，如果將鐵芯接地不但需要破壞原來的變壓器固定方式，還需要做絕緣處理，而且由于電網(wǎng)系統(tǒng)中包含多個(gè)變壓器模塊，同時(shí)將變壓器鐵芯接地，會(huì)增大電網(wǎng)系統(tǒng)絕緣需求。

因此，針對(duì)上述問題本發(fā)明提供了一種電力電子變壓器，包括高壓繞組、低壓繞組、鐵芯，鐵芯與低壓繞組通過導(dǎo)電設(shè)備連接，本發(fā)明中導(dǎo)電設(shè)備為電阻，且電阻的阻值足夠大，該電阻澆筑在變壓器內(nèi)部。

具體的，以電力電子變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例，如圖1所示，為中壓配電網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)合下的典型電力電子變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為三級(jí)結(jié)構(gòu)，工頻交流電壓經(jīng)過ac/dc變換器整流，通過含高頻變壓器的dc/dc變換器進(jìn)行直流變壓，最后經(jīng)dc/ac逆變?yōu)樗璧墓ゎl交流電。

dc/dc變換器多采用模塊化級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)來提高拓?fù)淠蛪旱燃?jí)，單個(gè)dc/dc模塊典型拓?fù)淙鐖D2所示，單個(gè)dc/dc模塊包含兩側(cè)的電力電子電路及高頻變壓器等。其中高頻變壓器的鐵心與主電路沒有電氣連接，會(huì)產(chǎn)生懸浮電位。

處于高壓側(cè)dc/dc模塊的高頻變壓器鐵心產(chǎn)生懸浮電位較高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生局部放電現(xiàn)象，使周圍固體絕緣介質(zhì)燒壞或炭化，損壞系統(tǒng)控制電路，進(jìn)而危害電力電子變壓器整機(jī)設(shè)備。

現(xiàn)有解決變壓器鐵心懸浮電壓的方法為令鐵心直接接地，但電力電子變壓器內(nèi)部存在多個(gè)變壓器模塊，同時(shí)接地會(huì)增大系統(tǒng)絕緣需求，且難以實(shí)施。

本發(fā)明在電力電子變壓器內(nèi)部所有高頻變壓器進(jìn)行改造，如圖3所示，在變壓器鐵心與低壓側(cè)繞組之間澆筑一個(gè)電阻，從而令變壓器鐵心與低壓側(cè)電路間形成電氣連接。

該澆筑電阻應(yīng)設(shè)置為高阻值，從而避免高頻dc/dc模塊與繞組之間形成高頻電流，具體值根據(jù)具體工程需求決定。

同時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加高壓側(cè)繞組與鐵心之間的絕緣耐壓等級(jí)，避免高壓側(cè)繞組與鐵心間發(fā)生絕緣擊穿。

該方法能夠有效的降低變壓器鐵心的懸浮電位，避免了電力電子變壓器局部放電現(xiàn)象，提高了電力電子變壓器設(shè)備的安全性及可靠性。

上述實(shí)施例中，采用的是電力電子變壓器的一種典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，作為其他實(shí)施方式，也可以采用涵蓋高頻變壓器采用模塊化結(jié)構(gòu)的全部電力電子變壓器拓?fù)洹?/p>

上述實(shí)施例中，本發(fā)明的變壓器應(yīng)用到高頻變壓器上，作為其他實(shí)施方式，也可以應(yīng)用到工頻變壓器上。

上述實(shí)施例中的變壓器應(yīng)用到電力電子變壓器領(lǐng)域，作為其他實(shí)施方式，本發(fā)明的變壓器也可以應(yīng)用到交直流配電網(wǎng)和用戶電力技術(shù)領(lǐng)域。

以上給出了具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于以上所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述基本方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的模型、公式、參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種電力電子變壓器，該變壓器包括高壓繞組、低壓繞組、鐵芯，其中鐵芯與低壓繞組之間澆筑有一個(gè)電阻，使鐵芯與低壓繞組之間形成電氣連接，該電阻為高阻值電阻，用于避免高頻DC/DC模塊與繞組之間形成高頻電流，澆筑電阻的方式，對(duì)鐵芯懸浮電位進(jìn)行了有效的控制，而且與現(xiàn)有技術(shù)中將變壓器鐵芯接地降低懸浮電位的方式相比，將鐵芯與低壓繞組通之間澆筑電阻的方式實(shí)施起來難度較低，容易實(shí)現(xiàn)，能夠有效降低電力電子變壓器內(nèi)部過電壓情況的發(fā)生，避免了變壓器的放電現(xiàn)象，提高了設(shè)備的安全可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：高峰;張浩;吳金龍;安昱;王先為;張軍;胡丁文;姚為正;甄帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：許繼集團(tuán)有限公司;西安許繼電力電子技術(shù)有限公司;許繼電氣股份有限公司;國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司;國家電網(wǎng)公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.02.14
技術(shù)公布日：2017.07.04