提供了一种通用配电变压器(10)，其具有电磁变压器(12)和电力电子模块(14)。袋状部件(100)安装在电磁变压器(12)之上，该袋状部件具有电连接到电磁变压器(12)的至少一个绕组结构(22)的连接器。电力电子模块(14)可拆装地安装在袋状部件(100)的腔体中。电力电子模块(14)包括多个半导体切换装置和适于滑动接合袋状部件的连接器的多个连接器。电力电子模块(14)可在移除位置和安装位置之间移动，其中在移除位置，该电力电子模块(14)位于袋状部件(100)外部，以及在安装位置，该电力电子模块(14)布置在袋状部件(100)的腔体中，并且电力电子模块(14)的连接器接合袋状部件(100)的连接器，从而将电力电子模块(14)电连接到该至少一个绕组结构(22)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及变压器，并且更具体而言涉及使用电力电子器件的通用配电变压器。现代社会到数字时代的转变使得需要发展更可靠高质量电力供应。在向终端用户供应电力时不可或缺的部件是配电变压器。传统配电变压器将一个电压的电力转换为另一 电压的电力，该另一电压具有更高或者更低的值。变压器使用初级线圈和次级线圈实现这种电压变换，初级线圈和次级线圈的每一个缠绕在铁磁芯上并且包括许多匝的电导体。在当今配电系统中采用的传统配电变压器无法针对诸如骤降/陡升/畸变的不良电力质量来保护数字负载。据估计，电压扰动每年耗费世界上各产业数百万美元。有时将系统连接到配电线路以提高电力质量。这种系统的实例包括动态电压恢复器(DVR)和静态VAR补偿器(SVC)。DVR在电源电压骤降或尖峰期间维持或恢复操作电气负载，而SVC在电力网络上提供快速作用的无功功率补偿。DVR和SVC经常为“附加”系统，其连接到传统配电变压器并且与传统配电变压器一起使用。在更近期，已经提出将电力电子器件与传统配电变压器集成以提高电力质量。本专利技术涉及这种变压器的实际实施。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种通用配电变压器，其具有用于从源接收输入电压和电流的初级侧以及用于向负载提供输出电压和电流的次级侧。该配电变压器包括铁磁芯和至少一个绕组结构。每个绕组结构包括用于连接到源的初级绕组以及用于连接到负载的次级绕组。提供袋状部件，其限定腔体并且具有电连接到该至少一个绕组结构的连接器。连接器布置在腔体中。电力电子模块可拆装地安装在袋状部件的腔体中。电力电子模块可操作以减小配电变压器的输出电压中的变动，并且包括多个半导体切换装置以及适于滑动接合袋状部件的连接器的多个连接器。电力电子模块可在移除位置和安装位置之间移动，其中在移除位置，该电力电子模块位于袋状部件外部，以及在安装位置，该电力电子模块布置在袋状部件的腔体中并且电力电子模块的连接器接合袋状部件的连接器，从而将电力电子模块电连接到该至少一个绕组结构。根据本专利技术，还提供了一种配电变压器系统，其具有用于从源接收输入电压和电流的初级侧以及用于向负载提供输出电压和电流的次级侧。该配电变压器系统包括铁磁芯和至少一个绕组结构。每个绕组结构包括用于连接到源的初级绕组以及用于连接到负载的次级绕组。电力电子模块连接到该至少一个绕组结构并且可操作以减小配电变压器的输出电压中的变动。电力电子模块包括多个半导体切换装置。外壳围住该芯、该至少一个绕组结构和该电力电子模块。外壳包括一个或多个壁，隔声材料紧固到其内表面；以及多个通风口，用以允许空气通过外壳流动。附图说明参考下述描述、所附权利要求书以及附图，将更好地理解本专利技术的特征、方面和优点，在附图中图I示出第一通用变压器的前视图，其前壁被移除以示出第一通用变压器的内部;图2示出第一通用变压器的俯视平面图；图3示出其连接有AC-AC变换器的第一通用变压器的示意性电路；图4示出AC-AC变换器的示意性电路； 图5示出其连接有电压源变换器的第一通用变压器的示意性电路；图6示出电压源变换器的示意性电路；图7示出电力电子模块的截面前视图，其含有安装在袋状部件内部的AC-AC变换器；图8示出第二通用变压器的前视图，其前壁被移除以示出第二通用变压器的内部;图9示出第二通用变压器的俯视平面图；图10示出第三通用变压器的前视图；图11示出第三通用变压器的侧视图；图12示出第四通用变压器的前视图；图13示出第五通用变压器的前视图；图14示出第五通用变压器的侧视图；以及图15示出包围在外壳中的第六通用变压器的前视图，一部分外壳被移除以示出其内部。具体实施例方式应指出，在下文的详细描述中，相同部件具有相同附图标记，不管它们是否是在本专利技术的不同实施例中示出。还应指出，为了清楚简明地公开本专利技术，附图可能并非必定按比例绘制，并且本专利技术的某些特征可以以略微示意性的形式示出。现在参考图I和2，示出了根据本专利技术实施的通用变压器10。通用变压器10为三相、液体冷却的配电变压器，其具有从约112. 5kVA至约15，OOOkVA的范围中的kVA额定值。通用变压器10的高压侧具有范围从约600V至约35kV的电压，而通用变压器10的低压侧具有范围从约120V至约15kV的电压。通用变压器10通常包括电磁变压器12、电力电子模块(PEM) 14以及箱体或外壳18。电磁变压器12包括铁磁芯20和三个绕组结构22，每个相一个绕组结构。芯20包括铁磁金属(诸如硅晶粒取向钢)并且通常可以为矩形形状。芯20和绕组结构22浸在外壳18内部的电介质流体26中。每个绕组结构22包括初级绕组结构和次级绕组结构，初级绕组结构和次级绕组结构的每个缠绕在铁磁芯20上。初级绕组结构包括一个或多个初级绕组并且次级绕组结构包括一个或多个次级绕组。初级绕组结构和次级绕组结构可以同心地安装到芯20的芯柱，次级绕组结构布置在初级绕组结构内并且从初级绕组结构向内放射状布置。初级绕组结构可以连接成Y或△(德尔塔)配置，并且次级绕组结构可以连接成Y或A配置。因而，电磁变压器12可以具有Y-Y, Y-A , A-Y或A-A配置。在图3所示一个实施例中，每个绕组结构22包括单个初级绕组30以及包括两个次级绕组34，36的次级绕组结构32。在另一实施例中，每个绕组结构22可具有单个初级绕组和单个次级绕组，次级绕组具有抽头以帮助形成两个次级绕组部分。用于三相的初级绕组30连接到高压套管38，该高压套管安装到外壳18的顶壁40。PEM 14连接到低压套管44，该低压套管安装到顶壁40。中性点套管45安装到顶壁40靠近低压套管44。高压套管38以直线布置，靠近顶壁40的前边缘。中性点套管45和低压套管44以直线布置，靠近顶壁40的后边缘。PEM 14可操作以控制在通用变压器10的初级侧上的功率因数以及减小在输入电压变化情况下输出电压中的变动。PEM 14可具有多种不同配置其中之一。例如，PEM 14可以是AC-AC变换器或电压源变换器(VSC)，其可操作以在DC和AC电压之间转换，即，将DC电压转换为AC电压，且反之依然。在任一这些通常配置中，PEM 14可具有模块化构造。 图3和4示出了一实施例，其中PEM 14包括AC-AC变换器。在此实施例中(其中PEM表示为14a)，AC-AC变换器包括分别用于三相的AC-AC变换器46a，46b，46c。在每个次级绕组结构32中，AC-AC变换器46连接到次级绕组36的各端部并且与次级绕组34串联连接。次级绕组结构32两端的电压Vrat等于次级绕组34两端的电压Vwtl加上AC-AC变换器46两端的电压Vrat2t5在正常工作条件下，次级绕组34产生从次级绕组结构32到负载的输出电压的100%。在需要时，连接到次级绕组36的AC-AC变换器46可以产生高至从次级绕组结构32到负载的输出电压的20%。每个AC-AC变换器46可以是具有图4所示结构的AC-DC-AC变换器。在此实施例中，AC-AC变换器46包括第一切换桥50，其通过DC母线或桥52连接到第二切换桥54。第一切换桥50连接到次级绕组36的各端部。第一和第二切换桥50，54中的每个均连接到控制器56并且由控制器56控制。此外，第一和第二切换桥50，54中的每个包括多个切换装置5本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·Y·哈杰玛哈希，T·J·拉诺伊，
申请(专利权)人：ABB研究有限公司，
类型：发明
国别省市：
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