专利名称：级联式高压变频器功率单元控制电源线路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种控制电源线路，尤其涉及一种级联式高压变频器功率单元控 制电源线路，属于电力设备技术领域。
背景技术：
节能降耗是国家的基本国策，而电厂节能是电力系统节能降耗的重要环节，采用 高压变频技术对电厂重要用电设备的驱动电源进行技术改造，是火电厂节能降耗的有效途 径。随着高压变频器已经在电厂中得到越来越广泛的应用，高压变频器运行的稳定可靠性 将直接影响整个电厂的安全生产。功率单元是高压变频器的核心部分，拥有稳定可靠的工 作电源是保证其正常工作的首要条件。高压变频器的各个功率单元采用级联式连接后最高 电压可达IOKV甚至更高，而功率单元的控制电源线路位于各自对应的功率单元模块内，虽 然各功率单元的电压等级不一，但都是上千伏到万伏的高压，这就要求位于各功率单元模 块内部的控制电源线路具备和所处高压环境相适应的绝缘等级，否则易造成控制电源线路 绝缘击穿的事故。目前常见的功率单元控制电源供电方式有如下几种1、功率单元控制电 源直接集中供电方式每个功率单元通过绝缘要求很高的控制电源变压器供电，由于电源 变压器完全承受高压，电源变压器设计要求很高且容易出现绝缘安全问题。2、功率单元的 控制电源就地获取方式例如，直接从给本功率单元主电路供电的多绕组变压器副边绕组 取电，但该方案的问题在于高压输入侧一旦失电(例如出现重合闸或给该功率单元供电的 变压器绕组损坏等情况)，则控制系统就掉电，会导致该功率单元失电，致使系统不能正常 工作，产生不可预料的后果。并且该方式违反了“先上控制电源，后上主回路电源”的原则。 3、功率单元控制电源从直流电容取电，由于直流电容一般容量大储能多，即使高压失电，功 率单元控制系统电源仍能维持一段时间，但是如果高压长时间失电，功率单元控制系统电 源仍无法维持。鉴于以上几种方案的缺点与不足，考虑到控制系统可靠供电的重要性，设计一种 级联式高压变频器功率单元控制电源线路，能够安全可靠地供电，以满足生产实践的需要 显得非常重要。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种级联式高压变频器功率单元控制电源线路，为功 率单元提供一种高可靠、高绝缘的集中供电方案。本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现一种级联式高压变频器功率单元控制电源线路，包括多绕组输出的变压器TC，所 述变压器TC有4个副边绕组，第一副边绕组11、第二副边绕组12、第三副边绕组13、第四 副边绕组14从里到外分层同芯绕制，第一副边绕组11与变压器铁心间绝缘能力为5000V， 相邻两个绕组线圈之间绝缘能力为5000V，还包括8个小功率的隔离变压器，绝缘能力为 5000V，分别为第一隔离变压器TM1、第二隔离变压器TM2、第三隔离变压器TM3、第四隔离变
3压器TM4、第五隔离变压器TM5、第六隔离变压器TM6、第七隔离变压器TM7、第八隔离变压器 TM8，所述第一隔离变压器TM1、第二隔离变压器TM2分别与所述第一副边绕组11串联，所述 第三隔离变压器TM3、第四隔离变压器TM4分别与所述第二副边绕组12串联，所述第五隔离 变压器TM5、第六隔离变压器TM6分别与所述第三副边绕组13串联，所述第七隔离变压器 TM7、第八隔离变压器TM8分别与所述第四副边绕组14串联。本实用新型的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现前述的级联式高压变频器功率单元控制电源线路，其中变压器TC安装在功率单 元的外部，8个小功率的隔离变压器均安装各自功率单元的内部。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型根据各个功率单元在设 备中位置不同承受电压不同的特点，承受愈高电压位置的功率单元的供电线路绝缘能力愈 高，而单个变压器绝缘设计为5KV，采用普通设计方法就能满足要求，通过变压器绝缘能力 的递加使整个电源系统取得很高的绝缘能力。为级联式高压变频器功率单元提供了一种可 靠的、高绝缘的集中供电方案。
图1是本实用新型的变压器TC结构图。图2是变压器TC与8个小功率的隔离变压器的电气连接图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。以IOKV级联式高压变频器为例，每相采用8级串联方式，每个功率单元采用独立 690V三相交流供电，每个功率单元的输出交流电压峰峰值为960V，通过8个功率单元的输 出电压的叠加获得7600V的最高电压峰值输出，相邻两个个功率单元之间有1000V的电位 差，电位最高的功率单元的电位为7600V，电位最低的功率单元的电位为1000V。将8个功 率单元按照对中性点电位从低到高分为四组，这四组功率单元分别由四个不同绝缘能力电 源分别供电(即技术方案中多绕组输出变压器的4个副边绕组)，考虑到相邻两个功率单元 之间有1000V的电位差，因此，每个功率单元的供电电源需再经过一个隔离变压器(即技 术方案中的隔离变压器TMl TM8)连接到功率单元内部。如图1所示，本实用新型包括多绕组输出的变压器TC，所述变压器TC原边1、2端 输入交流220V电源，变压器TC有4个副边绕组，输出IlOV电压，第一副边绕组11的出线 端为3、4，第二副边绕组12的出线端为5、6，第三副边绕组13的出线端为7、8，第四副边绕 组14的出线端为9、10。第一副边绕组11、第二副边绕组12、第三副边绕组13、第四副边绕 组14从里到外分层同芯绕制，第一副边绕组11与变压器铁心间绝缘能力为5000V，相邻两 个绕组线圈之间绝缘能力为5000V。这样从里到外最高绝缘能力达到20000V，每个功率单 元的变压器采用5000V绝缘设计，采用通用设计技术和通用绝缘材料就能满足设计要求。如图2所示，本实用新型还包括8个小功率的隔离变压器，绝缘能力为5000V，分别 为第一隔离变压器TM1、第二隔离变压器TM2、第三隔离变压器TM3、第四隔离变压器TM4、第 五隔离变压器TM5、第六隔离变压器TM6、第七隔离变压器TM7、第八隔离变压器TM8，所述第 一隔离变压器TM1、第二隔离变压器TM2分别与所述第一副边绕组11串联，所述第三隔离变压器TM3、第四隔离变压器TM4分别与所述第二副边绕组12串联，所述第五隔离变压器 TM5、第六隔离变压器TM6分别与所述第三副边绕组13串联，所述第七隔离变压器TM7、第 八隔离变压器TM8分别与所述第四副边绕组14串联。变压器TC安装在功率单元的外部，8 个小功率的隔离变压器均安装各自功率单元内部控制盒内，控制盒采用绝缘子固定在功率 单元内部，通过引出线连接到多绕组输出变压器上，引出线采用高电压绝缘导线，本实施例 采用15KV绝缘能力导线，沿着玻璃钢导线槽连接到多绕组输出变压器上。变频器的每一相 功率单元统一安装在一个玻璃槽钢构成绝缘支撑架上，每一相的多绕组输出变压器也安 装于这个玻璃槽钢上。对于6KV级联式高压变频器，一般采用5级串联形式，在使用本实用新型供电时， 只要空下三个隔离变压器不接线，不使用即可。由于本实用新型利用各个变压器分层绕制绝缘等级叠加的效果，解决了功率单元 集中供电中绝缘等级的问题，使得供电系统的绝缘等级满足了可靠性的要求。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变 换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。
权利要求1.一种级联式高压变频器功率单元控制电源线路，其特征在于，包括多绕组输出的变 压器TC，所述变压器TC有4个副边绕组，第一副边绕组(11)、第二副边绕组(12)、第三副 边绕组(13)、第四副边绕组(14)从里到外分层同芯绕制，第一副边绕组(11)与变压器铁 心间绝缘能力为5000V，相邻两个绕组线圈之间绝缘能力为5000V，还包括8个小功率的隔 离变压器，绝缘能力为5000V，分别为第一隔离变压器TM1、第二隔离变压器TM2、第三隔离 变压器TM3、第四隔离变压器TM4、第五隔离变压器TM5、第六隔离变压器TM6、第七隔离变压 器TM7、第八隔离变压器TM8，所述第一隔离变压器TM1、第二隔离变压器TM2分别与所述第 一副边绕组(11)串联，所述第三隔离变压器TM3、第四隔离变压器TM4分别与所述第二副边 绕组(12)串联，所述第五隔离变压器TM5、第六隔离变压器TM6分别与所述第三副边绕组 (13)串联，所述第七隔离变压器TM7、第八隔离变压器TM8分别与所述第四副边绕组(14) 串联。
2.如权利要求1所述的一种级联式高压变频器功率单元控制电源线路，其特征在于， 所述变压器TC安装在功率单元的外部，8个小功率的隔离变压器均安装在各自功率单元的 内部。
专利摘要本实用新型公开了一种级联式高压变频器功率单元控制电源线路，包括多绕组输出的变压器TC，所述变压器TC有4个副边绕组，从里到外分层同芯绕制，第一副边绕组与变压器铁心间绝缘能力为5000V，相邻两个绕组线圈之间绝缘能力为5000V，还包括8个小功率的隔离变压器，绝缘能力为5000V，所述第一隔离变压器TM1、第二隔离变压器TM2分别与所述第一副边绕组串联，其余三组采用相同的连接方式。本实用新型通过变压器绝缘能力的递加使整个电源系统取得很高的绝缘能力。为级联式高压变频器功率单元提供了一种可靠的、高绝缘的集中供电方案。
文档编号H02M5/10GK201781418SQ20102050013
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者朱晓军, 田龙江, 陈斌 申请人:镇江华东电力设备制造厂