[发明专利]一种电压采样器及固态变压器

说明书

本申请提供一种电压采样器及固态变压器，该电压采样器包括：导电的壳体，位于壳体内部的至少一个采样板，以及导电层。其中，每一个采样板包括：至少两个电阻器以及电压输入端；采样板中的各电阻器按照第一端指向第二端的方向依次顺序电连接，位于第一端的电阻器与电压输入端电连接，位于第二端的电阻器与壳体电连接，且壳体与固定电位端电连接；电压采样器中的至少一个采样板与壳体之间设有导电层，导电层与采样板中的一个电阻器电连接，且导电层的电位大于固定电位端的电位，且小于电压输入端的电位。通过在采样板与壳体之间设置导电层，可以减小对采样板与周围导体之间的绝缘要求，进而缩小电压采样器的体积。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电压采样器及固态变压器。

背景技术

随着电力电子技术的发展，近年来电力电子技术逐渐应用到电力系统领域，固态变压器成为研究热点。固态变压器(solid state transformers，SST)又称电力电子变压器(electronic power transformer，EPT)，是一种将电力电子变换技术和基于电磁感应原理的高频电能变换技术相结合，实现将一种电力特征的电能转变为另一种电力特征的电能的静止电气设备。固态变压器可以应用于新能源智能微网领域，也可以应用于传统电网领域。在传统电网中，固态变压器可以用于解决配电网的电压扰动问题。

与常规变压器相比，固态变压器有很多优点，其突出特点在于可以实现原方电流、副方电压以及功率的灵活控制。固态变压器应用于电力系统中能够改善电能质量，提高电力系统稳定性，实现灵活的输电方式以及电力市场下对功率潮流的实时控制。

然而，固态变压器的输入电压采样器的体积较大。

发明内容

本申请提供了一种电压采样器及固态变压器，用以减小固态变压器的输入电压采样器的体积。

第一方面，本申请提供了一种电压采样器，包括：导电的壳体，位于壳体内部的至少一个采样板，以及导电层；其中，电压采样板中的每一个采样板包括：至少两个电阻器以及电压输入端，采样板中的各电阻器按照第一端指向第二端的方向依次顺序电连接，位于第一端的电阻器与电压输入端电连接，位于第二端的电阻器与壳体电连接，且壳体与固定电位端电连接，固定电位端提供的电位为定值。电压采样器中的至少一个采样板与壳体之间设有导电层，导电层与采样板中的一个电阻器电连接，且导电层的电位大于固定电位端的电位，且小于电压输入端的电位。

可选地，上述采样板还可以包括印刷电路板，可以将用于连接电压输入端与电阻器的信号线，以及用于连接不同的电阻器的信号线集成到印刷电路板中，再将电阻器安装在印刷电路板的相应位置处。当然，采样板也可以采用其他方式实现，此处不做限定。

本申请实施例中，通过在采样板与壳体之间设置导电层，且导电层的电位在壳体的电位与电压输入端的电位之间，这样，可减小采样板与周围导体之间的电压差，降低采样板因击穿场强过大而受到损伤的风险，从而减小对采样板与周围导体之间的绝缘要求，进而缩小电压采样器的体积。

在一种可能的实现方式中，上述电压采样器还可以包括：位于壳体内部的绝缘体，绝缘体内设有用于容置采样板的至少一个空腔，且采样板与绝缘体之间具有空隙。这样，采用固态绝缘与空气绝缘结合的方式，对采样板进行绝缘，可以使绝缘效果较好。

可选地，绝缘体中的每一个空腔内设有一个采样板，当上述电压采样器包括至少两个采样板时，不同的采样板位于绝缘体内不同的空腔内。这样，不同的采样板之间也可以采用固态绝缘与空气绝缘结合的方式绝缘，进一步提高绝缘效果。

在一种可能的实现方式中，上述绝缘体内设有相互连通的至少两个空腔。这样，绝缘体内的空腔可以容置更多电学部件，便于合理设置电压采样器中各电学部件的位置。