[发明专利]一种电力电子变电站

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型变电站，特别是关于一种电力电子变电站。

背景技术

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的电力设施，它通过变压器将各级电压的电网联系起来。除变压器外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置，防雷保护装置和调度通信装置等，通常变电站还配有无功补偿设备和高阻抗设备等。

常规变电站一般包括一次设备和二次设备。一次设备方面，一般采用单相或三相电磁式变压器进行电压变换；采用电气-机械式断路器在电力系统正常运行情况下用来合上或断开电路，故障时在继电保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以具有自动重合闸功能；电力系统发生故障时，利用传统限流电抗器的电感特性抑制系统的短路电流，以减轻断路器的开断负担。二次设备方面，传统继电保护典型应用之一的差动保护利用基尔霍夫电流定律，取被保护元件两端CT（电流互感器）的电流矢量差作为动作依据，在系统发生故障或异常工况时，自动将故障设备从系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

目前，常规变电站所面临的主要问题是：随着输电电压等级和系统短路容量的不断提升，功能和绝缘性能要求使得变电站一次设备体积愈发庞大，制造难度加大，变电站面积及征地投资日益巨大。同时，不仅各工矿企业，包括居民用户对供电质量的要求也越来越高，传统变电站调控能力有限，一、二次设备动作可靠性和运行稳定性不高、精确实时控制能力差、环保效果不理想等弊端日渐明显，用传统的技术来解决电网短路电流问题难度也越来越大。

电力电子技术是电子技术、控制技术、现代计算技术、电力技术的融合，能够利用电力电子器件对电能进行控制和转换。近几年来，随着大功率半导体器件的飞速发展而有了长足的进步。通过采用各种不同的电力电子技术可以提高电能质量，减少瞬时停电、电压突降/突升和谐波等。通过提高运行上的灵活性，电子控制能力可提高物理上或控制上的安全性，缓解电网的拥堵，良好的可控性会减少输电级、变电站级和配电级的电能损耗。为解决长期困扰城市电网的短路电流问题，提高电网控制的灵活性提供了广阔的应用前景。

综上所述，亟待解决的问题是：改进常规变电站的设计方案，以电力电子技术为核心，用固态电力电子设备取代传统变电站主要设备，完成电压变换、电能传输及设备保护控制等变电站主要功能，使其能够更好地适用于智能化变电站的组建过程。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种一次设备体积小、投资小而且一、二次设备动作调控能力好、稳定性高的电力电子变电站。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电力电子变电站，其特征在于：它包括若干路电源的进线，所述每一路进线分别经一第一固态断路器连接一进线侧母线；对应于所述每一路进线，所述进线侧母线上分别并联一电压互感器；两两所述进线之间的所述进线侧母线上设置有一第二固态断路器，所述每一路进线再依次经过一第三固态断路器、一电力电子变压器和一第四固态断路器连接出线侧母线，两两所述进线之间的所述出线侧母线上设置有一第五固态断路器；对应于所述每一路进线，所述出线侧母线引出三路电源出线且在出线侧母线的外侧分别并联一电压互感器，所述每一路出线上都设置有一第六固态断路器。

所述进线侧母线和所述出线侧母线的接线方式均为单母线分段。

它还包括固态电流限制器，对应于每相邻六路的所述电源出线上，其中一所述电源出线上串联一所述固态电流限制器以限制短路电流。