本發(fā)明涉及一種無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器，屬于電氣自動化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

模塊化多電平換流器(MMC換流器)在實(shí)現(xiàn)多電平逆變輸出時，可輸出單個直流電源，因而可應(yīng)用于柔輸直流輸電換流裝置、輸電線路直流融冰裝置等領(lǐng)域。常規(guī)的模塊化多電平換流器具有三相共六個橋臂，每個橋臂都有一個連接電抗器，這六臺電抗器帶來較大的占地面積、成本及損耗。由于模塊化多電平換流器接入交流電網(wǎng)時常需要一臺連接變壓器實(shí)現(xiàn)交流/直流電壓幅值匹配，因此可以考慮利用連接變壓器的漏抗充當(dāng)橋臂電抗器，從而降低模塊化多電平換流器的占地面積、成本和損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提出一種無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器，以克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，利用連接變壓器的繞組漏抗充當(dāng)模塊化多電平換流器的橋臂電抗器，從而減小模塊化多電平換流器的占地面積，同時降低模塊化多電平換流器的成本和損耗。

本發(fā)明提出的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器，包括一臺三相三繞組變壓器、第一組換流橋臂、第二組換流橋臂。第一組換流橋臂和第二組換流橋臂分別由三臺換流橋臂組成，第一組三臺換流橋臂的三個正極端連接到一起作為無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器的直流正極端DC+，第一組三臺換流橋臂的三個負(fù)極端分別連接到三相三繞組變壓器的第一個三相副邊繞組的同名端A1/B1/C1，第二組三臺換流橋臂的三個負(fù)極端連接到一起作為無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器的直流負(fù)極端DC-，第二組三臺換流橋臂的三個正極端分別連接到三相三繞組變壓器的第二個三相副邊繞組的同名端A2/B2/C2，三相三繞組變壓器的兩個三相副邊繞組的六個非同名端連接到一起構(gòu)成兩個三相副邊繞組的星接點(diǎn)N；三相三繞組變壓器的原邊三相繞組連接成三角形接線形成三相交流接線端A/B/C接入電網(wǎng)。

上述的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器，其中所述的換流流臂，包括多個換流模塊，多個換流模塊采用串聯(lián)連接形成一個正極端和一個負(fù)極端。

本發(fā)明提出的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器，其優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明利用三繞組連接變壓器的繞組漏抗充當(dāng)模塊化多電平換流器的橋臂電抗器，從而減小模塊化多電平換流器的占地面積，同時降低了模塊化多電平換流器的成本和損耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器的電路原理圖。

圖2為圖1所示的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器中的換流橋臂的電路原理圖。

圖3為圖2所示的換流橋臂中的H橋功率模塊電路原理圖。

圖4為圖2所示的換流橋臂中的半橋功率模塊電路原理圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器，如圖1所示，包括一臺三相三繞組變壓器、第一組換流橋臂、第二組換流橋臂。第一組換流橋臂和第二組換流橋臂分別由三臺換流橋臂組成，第一組三臺換流橋臂的三個正極端連接到一起作為無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器的直流正極端DC+，第一組三臺換流橋臂的三個負(fù)極端分別連接到三相三繞組變壓器的第一個三相副邊繞組的同名端A1/B1/C1，第二組三臺換流橋臂的三個負(fù)極端連接到一起作為無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器的直流負(fù)極端DC-，第二組三臺換流橋臂的三個正極端分別連接到三相三繞組變壓器的第二個三相副邊繞組的同名端A2/B2/C2，三相三繞組變壓器的兩個三相副邊繞組的六個非同名端連接到一起構(gòu)成兩個三相副邊繞組的星接點(diǎn)N；三相三繞組變壓器的原邊三相繞組連接成三角形接線形成三相交流接線端A/B/C接入電網(wǎng)。

上述的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器，其中所述的換流流臂，如圖2所示，包括多個換流模塊，多個換流模塊采用串聯(lián)連接形成一個正極端和一個負(fù)極端。

本發(fā)明提出的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器中，換流模塊可采用如圖3所示的H橋功率模塊，也可以采用如圖4所示的半橋功率模塊。任一個換流橋臂中的換流模塊也可以一部分采用如圖3所示的H橋功率模塊，一部分采用如圖4所示的半橋功率模塊。

本發(fā)明提出的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器，其工作原理是：換流橋臂可以輸出可控的交流電壓源和直流電壓源，六個換流橋臂形成總的直流電壓源DC+/DC-，同時三相換流橋臂均分總的直流負(fù)載電流；每相上下兩個橋臂產(chǎn)生的交流電壓源和三繞組變壓器副邊繞組的交流電壓源的差值經(jīng)過三相副邊繞組的漏抗產(chǎn)生交流電流，從而將總的直流電壓源產(chǎn)生的有功功率轉(zhuǎn)換成和電網(wǎng)交換的交流有功功率。雖然三相橋臂的直流電流都流過了三繞組變壓器的兩組副邊繞組，但由于三相直流電流在各自相的兩個副邊繞組中產(chǎn)生的磁通相互抵消，因而不會導(dǎo)致變壓器鐵芯產(chǎn)生直流磁場偏置。雖然直流電流流過三繞組變壓器的副邊繞組使得副邊繞組總的電流有效值增大，但導(dǎo)致的變壓器成本增加不多。

本發(fā)明的無橋臂電抗器的模塊化多電平換流器的關(guān)鍵是將連接變壓器的副邊繞組分成了兩組星接繞組分別連接到上下?lián)Q流橋臂，并利用變壓器漏抗充當(dāng)了換流橋臂電抗器，而這個變化不影響模塊化多電平換流器的基本特性。三相三繞組變壓器的原邊也可以采用星形接線方式，換流模塊也可以采用其他變形的換流模塊拓?fù)?。任何基于本發(fā)明電路所作的等效變換電路，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。