[发明专利]一种改进的开关电容接入的双向直流变压器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种改进的开关电容接入的双向直流变压器及其控制方法，属于电力技术领域；该变压器由n台完全相同的直流变换单元在一个端口串联和另一个端口并联组成；每台直流变换单元均由八个半导体开关、两个辅助半导体开关、两个直流电容、一个高频电感和一个高频变压器组成；该方法包括正常情况下，n台直流变换单元的高压侧串联后，经直流电抗连接到高压直流侧，低压侧并联后直接连接到低压直流侧，当发生小于k台直流变换单元的内部故障时，可将故障的直流变换单元直接旁路；当发生高压或低压直流侧的外部故障时，将所有直流变换单元的半导体开关和辅助半导体开关关断，可保持电容电压不变。本发明提高了装置运行的经济性和可靠性。

主权项

一种改进开关电容接入的双向直流变压器，包括n台相同的直流变换单元(IDAB1、IDAB2、…IDABn)，n为任意正整数；还包括一个或两个直流辅助电感；第一台直流变换单元(IDAB1)的高压侧第一连接端子(T1)通过直流辅助电感(L1)与高压直流侧的正极相连；第m台直流变换单元(IDABm)的高压侧第二连接端子(T2)与第m+1台直流变换单元(IDABm+1)的高压侧第一连接端子(T1)相连，1≤m<n；第n台直流变换单元(IDABn)的高压侧第二连接端子(T2)与高压直流侧的负极相连；n台直流变换单元(IDAB1、IDAB2、…IDABn)的低压侧连接端子(T3)均与低压直流侧的正极相连；n台直流变换单元(IDAB1、IDAB2、…IDABn)的低压侧连接端子(T4)均与低压直流侧的负极相连，或n台直流变换单元的低压则连接端子相互串联，即第一台直流变换单元的低压侧的第一连接端子(T3)通过第二直流辅助电感(L2)与低压直流侧的正极相连，第n台直流变换单元的低压侧的第二连接端子(T4)与低压直流侧的负极相连；其特征在于：所述的直流变换单元(IDAB1、IDAB2、…IDABn)均由八个半导体开关(S1～S8)、两个辅助半导体开关(Q1、Q2)、两个直流电容(C1、C2)、一个高频电感(L)和一个高频变压器(T)组成；每个直流变换单元中的第一半导体开关(S1)的集电极、第三半导体开关(S3)的集电极和第一辅助半导体开关(Q1)的发射极均连接在该直流变换单元的第一连接端子(T1)；第二半导体开关(S2)发射极、第四半导体开关(S4)发射极和第一直流电容(C1)的负极均连接在该直流变换单元的第二连接端子(T2)；第一辅助半导体开关(Q1)的集电极连接第一直流电容(C1)的正极；第一半导体开关(S1)的发射极与第二半导体开关(S2)的集电极连接在该直流变换单元的第一公共连接点(P1)；第三半导体开关(S3)的发射极与第四半导体开关(S4)的集电极连接在该直流变换单元的第二公共连接点(P2)；第五半导体开关(S5)的集电极、第七半导体开关(S7)的集电极和第二辅助半导体开关(Q2)的发射极均连接在该直流变换单元的第三连接端子(T3)；第六半导体开关(S6)的发射极、第八半导体开关(S8)的发射极和第二直流电容(C2)的负极均连接在该直流变换单元第四连接端子(T4)；第二辅助半导体开关(Q2)的集电极连接第二直流电容(C2)的正极；第五半导体开关(S5)的发射极与第六半导体开关(S6)的集电极连接在该直流变换单元的第三公共连接点(P3)；第七半导体开关(S7)的发射极与第八半导体开关(S8)的集电极连接在第四公共连接点(P4)；所述第一、第二公共连接点(P1、P2)与高频电感(L)以及高频变压器(T)的高压侧绕组串联连接；所述第三、第四公共连接点(P3、P4)与高频变压器(T)的低压侧绕组串联连接。