[发明专利]海底高压直流变电装置

摘要

本发明涉及一种海底高压直流变电装置，包括高压直流变换器和耐压密封腔体，高压直流变换器包括高压启动模块、高压高频开关直流变换模块和输出滤波模块。高压高频开关直流变换模块采用多个高压IGBT串联后作为一个功率开关器件使用，且采用四个功率开关器件构建高频变压器隔离的脉冲宽度调制移相控制全桥拓扑。多个高压高频开关直流变换模块采用输入串联输出并联组合结构，实现高压直流电到400V中压直流电的降压变换。耐压密封腔体内充满电子氟化液，并设油压补偿器来补偿电子氟化液因温升引起的油压变化。本发明组合结构简单，机电集成简单紧凑、功率密度大，易于装配、检修和维护；该装置的输入电压范围很宽，可根据实际应用需要，灵活配置基本的模块个数，对不同输入电压等级的适应能力强。

主权项

海底高压直流变电装置，包括高压直流变换器（200）、上连接环（203）、散热支架（207）、下连接环（208）和耐压密封腔体，其特征在于所述高压直流变换器（200）、上连接环（203）、散热支架（207）和下连接环（208）均安装于耐压密封腔体内，所述耐压密封腔体由前端盖组件（100）、筒身（400）和后端盖组件（300）依次连接而成，所述前端盖组件（100）包括前端盖（108）、第二O型密封圈（107）、第一水密连接器（104）、第二水密连接器（105）和保护罩（101），所述第一水密连接器（104）和第二水密连接器（105）均带有外螺纹，且分别安装于前端盖（108）一侧相应的内螺纹上，所述第一水密连接器（104）和第二水密连接器（105）与前端盖（108）连接处通过螺纹锁紧挤压第一O型密封圈（106）实现密封；所述第二水密连接器（105）用于输入高压直流电，所述第一水密连接器（104）用于输出中压直流电；所述保护罩（101）通过第一螺栓（102）安装于前端盖（108）一侧上，且套于第一水密连接器（104）和第二水密连接器（105）外；所述后端盖组件（300）包括后端盖（304）、第三O型密封圈（303）和油压补偿器（301），所述油压补偿器（301）通过第七螺栓（302）固定于下端盖（304）一侧上，所述前端盖（108）另一侧与高压直流变换器（200）之间通过第八螺栓（109）连接；所述高压直流变换器（200）安装于耐压密封腔体内，高压直流变换器（200）包括高压启动模块（202）、高压高频开关直流变换模块（206）、输出滤波模块（209）、上连接环（203）、下连接环（208）和散热支架（207），高压启动模块（202）、高压高频开关直流变换模块（206）和输出滤波模块（209）依次连接，所述高压启动模块（202）通过第九螺栓（201）安装于上连接环（203）上，所述高压高频开关直流变换模块（206）通过第四螺栓（205）安装于散热支架（207）上，所述输出滤波模块（209）通过第六螺栓（211）安装于下连接环（208）上，所述上连接环（203）和下连接环（208）与散热支架（207）之间分别通过第三螺栓（204）和第五螺栓（210）连接；所述高压高频开关直流变换模块（206）采用一个或多个高压IGBT串联后作为一个功率开关器件使用，且采用四个所述的功率开关器件构建高频变压器隔离的脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）移相控制全桥拓扑，所述的高压高频开关直流变换模块（206）的输入电压范围为1kV‑3kV，最高输出电压为400V，最大输出电流为25A，最高开关频率为25kHz。