一种电力电子混合式配电变压器制造技术

本发明专利技术提供一种电力电子混合式配电变压器，包括：配电变压器和电力电子电能转换设备，配电变压器包括：辅助绕组；电力电子电能转换设备包括：第一变流器，第一变流器与辅助绕组连接，由此，借助于辅助绕组和第一变流器的连接，可实现配电变压器与电力电子电能转换设备的连接，进而可综合电力电子电能转换设备和传统的配电变压器的优点，实现二者在成本和功能上的优势互补。具体地，借助传统配电变压器高效且低成本的优势实现电网能量的传输，同时依靠电力电子电能转换设备控制电压以及有功功率、无功功率，并滤除谐波、平衡负载电流，为负载提供更稳定可靠的电能，保证良好的电网电能质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
一种电力电子混合式配电变压器


[0001]本专利技术实施例涉及变压器
，尤其涉及一种电力电子混合式配电变压器。

技术介绍

[0002]传统配电变压器具备结构简单、运行效率高、运行可靠及成本较低等优点，但传统配电变压器的可控性差且功能单一，例如：其仅能实现电压变换、隔离和能量传输，而无法实现对电压和电流的调节控制，不能参与电网其他设备的互动，且传统配电变压器无直流输出，不利于可再生能源的并网运行，难以满足配网智能化的需求。
[0003]而电力电子变压器虽然可实现电压、电流、功率因数的可控，且可连接交直流电网，便于分布式能源的接入，但其功率比传统变压器小，且由于电力电子变压器受制于目前电子器件的特性、成本等，难以在大容量场合进行推广，另外，其结构复杂，高度模块化、需要大量变流器模块，导致可靠性较低，不易进行各端口的功率协同优化控制。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种电力电子混合式配电变压器，以解决相关技术中，传统配电变压器的可控性差且功能单一，而电力电子变压器的结构复杂、可靠性低、不易于推广的技术问题。
[0005]本专利技术实施例提供一种电力电子混合式配电变压器，包括：配电变压器和电力电子电能转换设备；
[0006]所述配电变压器包括：辅助绕组；
[0007]所述电力电子电能转换设备包括：第一变流器；
[0008]所述第一变流器与所述辅助绕组连接。
[0009]可选的，所述电力电子电能转换设备还包括：第二变流器；
[0010]所述第二变流器连接负载回路。
[0011]可选的，所述配电变压器还包括：一次侧绕组和二次侧绕组；
[0012]所述一次侧绕组与电网末端连接，用于接收所述电网输入的电能；
[0013]所述二次侧绕组与负载回路连接，用于向所述负载回路输出电能。
[0014]可选的，所述电力电子电能转换设备还包括：变换器；
[0015]所述配电变压器的箱体与所述变换器的箱体集成设计，所述箱体上设置有通风口和隔热层。
[0016]可选的，所述二次侧绕组、所述一次侧绕组和所述辅助绕组，以所述配电变压器的中心为基准，依次由内到外而设置。
[0017]可选的，所述一次侧绕组的绕组方式为角接方式；所述二次侧绕组的绕组方式为首尾出头不联结方式；所述辅助绕组的绕组方式为星接方式，并引出中性点出头；所述二次侧绕组的绕组出头、所述辅助绕组的绕组出头和所述中性点出头从所述配电变压器的箱体的侧壁引出。
[0018]可选的，所述电力电子电能转换设备还包括：传感器、晶闸管和监测器；
[0019]所述二次侧绕组的绕组出头均与所述传感器连接；
[0020]所述辅助绕组的绕组出头均与所述晶闸管连接；
[0021]所述中性点出头与所述监测器连接。
[0022]可选的，所述电力电子电能转换设备还包括：L型滤波器；
[0023]所述第一变流器为CVp变流器，所述第一变流器与所述L型滤波器连接。
[0024]可选的，所述电力电子电能转换设备还包括：LC型滤波器；
[0025]所述第二变流器为CVt变流器；所述第二变流器与所述LC型滤波器连接。
[0026]可选的，所述电力电子电能转换设备还包括：电压传感器、电流传感器、直流母线电容、滤波电容、阻尼电阻。
[0027]由此，本专利技术实施例提供一种电力电子混合式配电变压器，包括：配电变压器和电力电子电能转换设备，配电变压器包括：辅助绕组；电力电子电能转换设备包括：第一变流器，第一变流器与辅助绕组连接，由此，借助于辅助绕组和第一变流器的连接，可实现配电变压器与电力电子电能转换设备的连接，进而可综合电力电子电能转换设备和传统的配电变压器的优点，实现二者在成本和功能上的优势互补。具体地，借助传统配电变压器高效且低成本的优势实现电网能量的传输，同时依靠电力电子电能转换设备控制电压以及有功功率、无功功率，并滤除谐波、平衡负载电流，为负载提供更稳定可靠的电能，保证良好的电网电能质量。
附图说明
[0028]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0029]图1示出了根据本专利技术实施例的一种电力电子混合式配电变压器的结构框图；
[0030]图2示出了根据本专利技术实施例的一种电力电子混合式配电变压器的三相电路接线图；
[0031]图3示出了根据本专利技术实施例的一种电力电子混合式配电变压器的变换器拓扑图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]图1示出了根据本专利技术实施例的一种电力电子混合式配电变压器的结构框图，如图1所示，电力电子混合式配电变压器包括：配电变压器和电力电子电能转换设备，配电变压器包括：辅助绕组W3k；电力电子电能转换设备包括：第一变流器(图1中的CVp变流器)；第一变流器与辅助绕组W3k连接，从而可实现配电变压器与电力电子电能转换设备的连接，且配电变压器和电力电子电能转换设备作为一个整体(电力电子混合式配电变压器)可参与
电网其他设备的互动。
[0034]在一种可能的实现方式中，电力电子电能转换设备由控制电路、驱动电路、电压及电流检测电路板、PWM变流器、功率继电器等电子元器件构成，其中，电压电流检测电路板具备控制、保护和电源供电等功能，电压电流检测电路板可便于维护；电力电子电能转换设备还包括：弱电控制电路板，其可实现电流补偿电路、电压补偿回路的投入与切除；电力电子电能转换设备还包括：三相变流器，三相变流器使用IGBT作为开关器件，可选的，IGBT耐压不小于1500V，承受电流不小于100A。
[0035]在一种可能的实现方式中，如图1所示，电力电子混合式配电变压器的本体绕组由三部分组成，分别为一次侧绕组W1k、二次侧绕组W2k及辅助绕组W3k。其中，一次侧绕组W1k与电网末端(图1中，U
sk
代表电网)相连，二次侧绕组W2k与负载回路(图1中所示的负载)相连，辅助绕组(三次侧绕组)W3k与第一变流器(图1中所示的CVp变流器)相连，第一变流器负责一次侧电流控制。电力电子电能转换设备还包括：第二变流器(图1中所示的CVt变流器)，第二变流器与负载回路相连，负责负载回路的电压控制。
[0036]在一种可能的实现方式中，以配电变压器的中心为参考点，三个绕组的设置顺序由内到外(从配电变压器的中心到边缘/外侧)分别为二次侧绕组W2k、一次侧绕组W1k和辅助绕组W3k，即辅助绕组W3k设计在配电变压器的最外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力电子混合式配电变压器，其特征在于，包括：配电变压器和电力电子电能转换设备；所述配电变压器包括：辅助绕组；所述电力电子电能转换设备包括：第一变流器；所述第一变流器与所述辅助绕组连接。2.根据权利要求1所述的电力电子混合式配电变压器，其特征在于，所述电力电子电能转换设备还包括：第二变流器；所述第二变流器连接负载回路。3.根据权利要求1所述的电力电子混合式配电变压器，其特征在于，所述配电变压器还包括：一次侧绕组和二次侧绕组；所述一次侧绕组与电网末端连接，用于接收所述电网输入的电能；所述二次侧绕组与负载回路连接，用于向所述负载回路输出电能。4.根据权利要求1所述的电力电子混合式配电变压器，其特征在于，所述电力电子电能转换设备还包括：变换器；所述配电变压器的箱体与所述变换器的箱体集成设计，所述箱体上设置有通风口和隔热层。5.根据权利要求3所述的电力电子混合式配电变压器，其特征在于，所述二次侧绕组、所述一次侧绕组和所述辅助绕组，以所述配电变压器的中心为基准，依次由内到外而设置。6.根据权利要求5所述的电力电子混合式配电变压器，其特征在于，所述一次侧绕组的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张娜，刘波，张立志，梁得亮，柳轶彬，
申请(专利权)人：特变电工京津冀智能科技有限公司特变电工股份有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：