[发明专利]一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器

说明书

本发明公开一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器，包括电流源型变换器单元、主变压器和隔离变压器。电流源型变换器单元由控制桥臂和直流母线电感构成；铁芯由铁轭、漏磁铁芯和缠绕绕组的铁芯柱构成；变换器直流母线电感包括分布于铁芯柱上的等匝拆分，反向绕制的电感分绕组。每个铁芯柱上均有两段分绕组反向串联形成一组电感，再将各组电感反向串联在一起构成完整的变换器母线电感。实现了变换器母线电感与变压器绕组之间的磁解耦。

【技术领域】

本发明属于变压器技术领域，具体涉及一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器。

【背景技术】

混合式配电变压器是一类新型配电变压器。它通过结合电力电子装置，对传统配电变压器进行改进设计，使其不仅具备传统配电变压器高效可靠的优点，而且能使配电变压器的可控性大大提高，因而十分适用于未来配电网智能化的发展需求。

目前的混合式配电变压器的变换器大多采用电压源型变换器。然而，电压型变换器包含一个直流母线大电容，该电容可靠性较低，能量密度低，寿命较短容易损坏；此外，电容体积较大，会增大变压器整体的体积。

相比之下，电流源型变换器的直流母线储能元件为电感，其可靠性相比电容明显要高。然而若直接简单的采用电流型变换器，则会增加分立磁件数目。分立磁件过多必将使得装置整体的结构十分复杂，维护调试极不方便。分立磁件过多也会增大系统整体的电磁容量，导致铁磁材料大量浪费。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器，以解决现有技术中使用电流型变换器分离磁元件的数目过多，混合式配电变压器使用可靠性低的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种采用电流源型变换器的磁集成混合式配电变压器，其特征在于，包括主变压器和电流源型变换器；主变压器串联有隔离变压器

所述电流源型变换器包括并联的三相电压桥臂和三相电流桥臂；所述三相电压桥臂和三相电流桥臂的连接母线上设置有直流母线电感；三相电压桥臂的桥臂中点和隔离变压器的三相阀侧绕组连接；三相电流桥臂的桥臂中点和主变压器的控制绕组连接；

所述直流母线电感包括第一电感绕组和第二电感绕组，所述第一电感绕组分别缠绕在主变压器每一相的主变铁芯柱上，相邻的第一电感绕组串联；所述第二电感绕组分别缠绕在隔离变压器每一相的隔离变铁芯柱上，相邻的第二电感绕组串联；

主变压器中每一相上的第一电感绕组分为两个等匝的第一电感分绕组，两个第一电感分绕组分在每一相上反向串联；隔离变压器中每一相上的第二电感绕组分为两个等匝的第二电感分绕组，两个第二电感分绕组在每一相上反向串联。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述三相电压桥臂中的每相桥臂由两个第一开关管串联组成；所述三相电流桥臂中的每相桥臂由两个第二开关管串联组成。

优选的，所述直流母线电感的中间点和主变压器的三相控制绕组连接；所述直流母线电感的中间点和隔离变压器的三相阀侧绕组连接。

优选的，所述主变压器包括三相主变铁芯柱，每一相的主变铁芯柱上缠绕有各自的一次绕组、二次绕组和控制绕组；三相中每一相的一次绕组和二次绕组之间设置有各自的主变漏磁铁芯。

优选的，所述B相的主变漏磁铁芯包括左半部分和右半部分，左半部分和右半部分相对于B相的主变铁芯柱对称。

优选的，所述一次绕组、二次绕组、控制绕组和第一电感绕组均为层式绕组。

优选的，所述隔离变压器包括三相隔离变铁芯柱，每一相的隔离变铁芯柱上缠绕有各自的阀侧绕组和网侧绕组；每一相的阀侧绕组和网侧绕组之间设置有各自的隔离变漏磁铁芯。