[发明专利]一种电源配电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电源领域，特别涉及一种电源配电系统及方法。 

背景技术

在现代工业生产中，为了大规模生产，常需要相同或同类数十台、数百台设备在同一车间运行，这些设备每台都需要大功率加热电源或其他用途的电源（以下简称电源）。电源输出通常是直流、一定频率交流或变频输出，由于整个设备供电系统功率大，对每台电源可靠性、功率因数、谐波及效率提出了较高要求。这样才能保证设备长期稳定可靠运行，并满足国家电网对谐波、功率因数的要求。 

在我国现有工业企业供电系统中，用户端都采用标准3相380V，50Hz交流供电，所有用电设备的设计、制造都按照这个标准与之匹配。如图1所示，现代工业的单晶硅生产，通常在一个车间内布置数十台，甚至上百台单晶炉，来自电网的三相35kV高压电通过配电变压器降压成标准的3相380V，配电变压器下连接10～20台单晶炉，每台单晶炉热场加热功率为80～200kW，用电设备为了与配电设备匹配，用电设备与配电电网都采用3相380V配置。3相380V交流电接入用电设备的电源，电源将3相380V交流电变换成为设备热场所需的直流电，例如附图2所示，单晶炉的加热电源输入端通常由二极管组成的整流电路构成，三相380V整流后经滤波电路滤波得到540V左右直流电压，再经由IGBT或MOSFET等开关元件组成的PWM斩波电路，将直流斩波成为5～20kHz高频方波，送入高频变压器降压后，整流滤波输出负载所需直流电。 

目前的电源配电系统由于配电设备与用电设备采用标准AC3Φ380V配电，存在以下方面的不足： 

（1）、配电设备与用电设备之间需要三根配电线缆，另外由于配电电压低，在保证传输功率的情况下，流经配电线缆的电流大，进而导致配电线缆截面积大，损耗高、成本高；

（2）、用电设备为了与配电设备匹配，用电设备的接入端需设计为3相交流380V的标准,在保证设备不间断供电的情况下，需同时为用电设备配置交流UPS，但交流UPS成本高，可靠性差。

（3）、由于用电设备的电源输入端采用二极管或晶闸管整流电容滤波电路，会产生较大谐波，对用电设备和电网产生污染，采用谐波治理增大设备投入和功率损耗，降低设备可靠性。 

（4）、由于用电设备接入的是三相交流电，IGBT整流电源需配置整流滤波回路，将三相交流电整流滤波为电源后端所需直流电。由于IGBT电源配置了整流滤波回路，使得IGBT整流电源体积、重量较大，不便于安装。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种新的电源配电系统及方法，可克服现有技术中存在传输线路损耗高、配置交流UPS成本高、系统谐波大的问题。  

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：  

一种电源配电系统，包括多脉波整流回路及安装在用电设备上的DC/DC电源，所述多脉波整流回路包括变压器和全波整流电路，所述多脉波整流回路通过直流输电线与DC/DC电源连接。

上述电源配电系统中，所述多脉波整流回路为24脉波整流回路，包括两台12脉波轴向双分裂式整流变压器和四组全波整流桥。  

上述电源配电系统中，所述DC/DC电源包括滤波电路、IGBT逆变电路、降压电路及整流滤波电路。

上述电源配电系统中，所述滤波电路为LC滤波电路。 

上述电源配电系统中，所述整流滤波电路为二极管整流滤波电路或晶闸管整流滤波电路。 

一种电源配电方法，将来自电网的三相高压接入多脉波整流回路，在多脉波整流回路里完成降压和整流后直接输出直流电供用电设备使用。 

上述电源配电方法中，所述多脉波整流回路为24脉波整流回路，包括两台12脉波轴向双分裂式整流变压器和四组全波整流桥，每台整流变压器阀侧两组绕组分别接成d接法和y接法，使其线电压天然形成30°的相差，两台整流变压器的网侧都采用延边三角形接法，分别移相±7.5°，就形成了两台整流变压器的四组阀侧绕组的线电压相量互差15°的相位，每个绕组分别经全波整流后，在直流侧并联运行。 

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明的多脉波整流回路将以往分开设置的电源配电系统与整流电源结合在一起，将来自电网的三相高压接入多脉波整流回路后，在多脉波整流回路里完成降压和整流后直接输出直流电供用电设备使用，由此带来的有益效果是：