[发明专利]一种高电位电子电路大功率高频电源供给系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于电子技术，具体讲涉及一种高电位电子电路大功率高频电源供给系统及其方法。

背景技术

电力电子技术在对电能的灵活调节方面相对传统调节手段有着较为明显的优势，其在电力系统中得到了广泛的应用。晶闸管阀等电力电子器件作为其中的功率变化部分，其应用的电压等级也越来越高，作为其触发的高电位电子电路一般地安装于阀本体，处于高电位，为其提供稳定可靠的电源供给是提高电力电子装置整体稳定性能的关键环节之一。

高电位电子电路电源供给方式有两种方式：取能方式和送能方式。取能方式即从一次设备高电压系统的工频电压或工频电流获取能量。送能即从地电位电源系统向高电位电子电路提供电源供给，其方式有激光送能方式、工频送能方式和高频送能方式。

固态复合开关SSFC、磁阀式可控高抗CSR、固态切换开关SSTS等装置要求晶闸管阀触发方式支持以几千赫兹到十几千赫兹频率连续触发导通模式，连续触发一对反并联的晶闸管大约需要十几瓦的功率，单相阀体一般需要十几层到几十层晶闸管。这样对触发电子电路的电源供给系统提出了较高的要求。工频电压取能或工频电流取能，要满足连续触发所消耗的功率需求，则要求一次工频电压或电流值很大。这样，一方面不符合实际应用要求，另一方面还会增加触发电子电路的设计难度。激光送能方式，要满足连续触发功率需求，其成本高，且其转换效率低，长期使用情况下设备老化较快，寿命较短。工频送能方式，连续触发所要求的工频电压或电流值很大，增加了触发电子电路的设计难度。

高频送能方式可实现与高电位电子电路的快速能量交换，较易满足晶闸管阀连续触发所消耗的功率需求。高频送能方式有两种方式：电流源方式（专利公开号为CN101222183A）和电压源方式（专利授权号为CN201904717U）。

高频送能方式需要解决如下四个方面的问题：

1)高频送能系统地面电源部分与高电位电子电路的高压绝缘问题；

2)分布参数的一致性问题；

3)负载适应能力问题；

4)高频送能电源系统的整体效率问题。

专利CN101222183A所提的电流源方式仅依靠电缆的自身绝缘来解决送能电源系统绝缘问题，较难应用于35kV电压及以上等级，且存在分布参数一致性较差的问题。专利CN201904717U所提的电压源方式，利用电缆的绝缘和变压器的绝缘来解决送能电源系统绝缘问题，可以应用于35kV电压及以上等级，但是由于电缆的布局和固定具有不确定因素，其分布参数较难控制，使得电源系统整体性能一致性较差。此外，专利CN201904717U所提的高频送能方案中，所有给触发电子电路提供能量的电流互感器单体的原边均串联在一起，串联的数量不同，所设计的高频变压器参数也就不同，这样不利于产品的模块化、标准化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高电位电子电路大功率高频电源供给系统及其方法，采用本发明可实现：高频送能系统地面电源部分与高电位电子电路的高压绝缘；分布参数的一致性较好；较高的送能效率；易于产品的模块化和标准化。本发明系统包括：高频电源、高频高压变压器、浇注式一体化高频送能CT和阻抗补偿环节。本发明可用于固态复合开关SSFC、磁阀式可控高抗CSR、固态切换开关SSTS中。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种高电位电子电路大功率高频电源供给系统，其改进之处在于，所述系统包括高频电源、高频高压变压器、浇注式一体化高频送能CT和阻抗补偿环节；

所述高频电源、高频高压变压器、浇注式一体化高频送能CT和阻抗补偿环节依次连接；

所述高频电源包括高频电流源和高频电压源。

优选的，低压直流电压或者交流市电、高频电压源和高频变压器依次连接；所述高频变压器原边并联连接，副边各接一台浇注式一体化高频送能CT。

优选的，低压直流电压或者交流市电、高频电流源和高频变压器依次连接；所述高频变压器原边串联连接，一端接阻抗补偿环节Cs，另一端接高频电流源的输出端；所述阻抗补偿环节Cs的另一端与高频电流源输出端连接。

优选的，所述浇注式一体化高频送能CT包括一根导电金属管母穿过多只穿芯式高频送能CT单体构成，通过浇注方式固定。

优选的，所述浇注式一体化高频送能CT包括十五只高频CT单体的原边串联连接构成。

进一步地，所述高频CT单体的副边接各自的高电位触发电子电路ZL。

进一步地，所述的高频CT单体磁芯材料为超微晶材料，原边为单匝，副边依据能量传输效率及变压器设计基本原则确定匝数。