一种模块化电力电子变压器的制作方法

本实用新型属于电力设备技术领域，特别涉及一种模块化电力电子变压器。

背景技术：

电力电子变压器是近年来随着大功率电力电子技术的发展而逐步发展起来的新型电力变压器，它在实现传统电力变压器变压、隔离和传递能量等基本功能的基础上，还可以实现故障隔离、电能质量控制、分布式直流电源接入等。

电力电子变压器采用模块化设计，其功率单元可以互为备份，并联单元可独立控制，单独检修，因而可大大提高工作的可靠性。为了实现最优的模块化设计方案，设计一种便于安装、检修以及更换的模块化配电网电力电子变压器已成为当务之急。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供了一种模块化电力电子变压器。

本实用新型解决其技术问题采取以下技术方案实现：

一种模块化电力电子变压器，其特征在于：包括主控制柜（1）、第一整流柜（2）、第二整流柜（3）、第三整流柜（4）、原边逆变柜（5）、副边第一整流柜（6）、副边第二整流柜（7）、三相逆变柜（8）；

所述主控制柜（1）通过电缆与所述第一整流柜（2）的输入端连接，所述第一整流柜（2）的另一输入端通过电缆与所述第二整流柜（3）的输入端连接，所述第二整流柜（3）的另一输入端通过电缆与所述第三整流柜（4）的输入端连接；所述第一整流柜（2）、所述第二整流柜（3）、所述第三整流柜（4）的输出端分别与所述原边逆变柜（5）的输入端连接；所述副边第一整流柜（6）和所述副边第二整流柜（7）的输入端分别与所述原边逆变柜（5）的输出端连接；所述副边第一整流柜（6）和所述副边第二整流柜（7）的输出端分别按相同极性连接后再与所述三相逆变柜（8）的输入端连接；

所述主控制柜（1）包括避雷装置（11）、开关柜（12）、故障隔离保护模块（13）、电感（14）、主控制板（15）；

所述第一整流柜（2）、所述第二整流柜（3）、所述第三整流柜（4）是三个结构和功能完全相同的配电柜，三个配电柜相互串联构成电力电子变压器的高压整流部分；

所述原边逆变柜（5）分别由12个结构和功能完全相同的逆变单元（51）构成；

所述副边第一整流柜（6）和所述副边第二整流柜（7）是两个结构和功能完全相同的配电柜；

所述开关柜（12）的进线端与所述避雷装置（11）相连接，所述开关柜（12）的出线端与所述电感（14）相连接，所述主控制板（15）与所述故障隔离保护模块（13）相连接，所述故障隔离保护模块（13）与所述开关柜（12）相连接，所述开关柜（12）用于对变压器进行防雷保护、故障保护；

所述第一整流柜（2）包括四个结构和功能完全相同的可控整流单元（21）。

进一步，所述可控整流单元（21）包括两个绝缘栅双极型晶体管半桥模块、电容组、控制电路板。

优选的，所述副边第一整流柜（6）主要由6个结构及功能完全相同的隔离整流模块（61）构成。

进一步，所述隔离整流模块（61）主要由一台高频变压器和两个半桥整流模块所组成的全桥整流电路构成。

优选的，所述三相逆变柜（8）主要由三相四桥臂单元（81）和LC滤波单元（82）组成。

进一步，所述三相四桥臂单元（81）的开关器件采用分立 IGBT 模块，每个 IGBT模块集成了两个并联 IGBT 与两个并联二极管，用来实现大电流输出。

优选的，所述主控制柜（1）、所述第一整流柜（2）、所述第二整流柜（3）、所述第三整流柜（4）、所述原边逆变柜（5）、所述副边第一整流柜（6）、所述副边第二整流柜（7）、所述三相逆变柜（8）每一个柜体内都分别设置有温度/湿度传感器和散热器。

本实用新型由于接线简单，模块化设计，易于生产，便于维修和更换，大大提高了电网运行的可靠性及安全性。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型系统框架示意图；

图2是本实用新型系统结构原理示意图。

具体实施方案

以下结合附图1~2对本实用新型实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种模块化电力电子变压器，包括主控制柜1、第一整流柜2、第二整流柜3、第三整流柜4、原边逆变柜5、副边第一整流柜6、副边第二整流柜7、三相逆变柜8；控制柜1通过电缆与第一整流柜2的输入端连接，第一整流柜2的另一输入端通过电缆与第二整流柜3的输入端连接，第二整流柜3的另一输入端通过电缆与第三整流柜4的输入端连接；第一整流柜2、第二整流柜3、第三整流柜4的输出端分别与原边逆变柜5的输入端连接；副边第一整流柜6和副边第二整流柜7的输入端分别与原边逆变柜5的输出端连接；副边第一整流柜6和副边第二整流柜7的输出端分别按相同极性连接后再与所述三相逆变柜8的输入端连接；

主控制柜1包括避雷装置11、开关柜12、故障隔离保护模块13、电感（14）、主控制板15，开关柜12的进线端与避雷装置11相连接，开关柜12的出线端与电感14相连接，主控制板15与故障隔离保护模块13相连接，故障隔离保护模块13与开关柜12相连接，开关柜12用于对变压器进行防雷保护、故障保护；

第一整流柜2、第二整流柜3、第三整流柜4是三个结构和功能完全相同的主要由四个结构和功能完全相同的可控整流单元21组成的配电柜，三个配电柜相互串联构成电力电子变压器的高压整流部分，可控整流单元21包括两个绝缘栅双极型晶体管半桥模块、电容组、控制电路板；

原边逆变柜5分别由12个结构和功能完全相同的逆变单元51构成；

副边第一整流柜6和副边第二整流柜7是两个结构和功能完全相同的配电柜，每个电柜主要由6个结构及功能完全相同的隔离整流模块61构成，隔离整流模块61主要由一台高频变压器和两个半桥整流模块所组成的全桥整流电路构成；

三相逆变柜8主要由三相四桥臂单元81和LC滤波单元82组成，三相四桥臂单元81的开关器件采用分立 IGBT 模块，每个 IGBT模块集成了两个并联 IGBT 与两个并联二极管，用来实现大电流输出；

主控制柜1、第一整流柜2、第二整流柜3、第三整流柜4、原边逆变柜5、副边第一整流柜6、副边第二整流柜7、三相逆变柜8每一个柜体内都分别设置有温度/湿度传感器和散热器，用于保证系统在合适的温度及湿度下运行，提高电力电子变压器的可靠性和安全性。

工作原理

电网高压电接入主控制柜1的输入端后，经过防雷及故障保护后进入下一级由第一整流柜2、第二整流柜3和第三整流柜4串联组成的级联整流级进行整流，然后将整流后的直流电送到原边逆变柜5以及副边第一整流柜6和副边第二整流柜7进行逆变隔离以及再整流，最后传送到三相逆变柜8再次经过逆变变成工频电压后输送出去。

本实用新型由于模块化设计，接线简单，易于批量生产，便于维修和更换，大大提高了电网运行的可靠性及安全性。