[发明专利]一种多绕组磁集成型混合式配电变压器

权利要求书

1.一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：该配电变压器包括变流器模块以及集成有三相三柱式主变压器与三相五柱式串联变压器的多绕组变压器本体，所述多绕组变压器本体包括原边绕组相连的主变压器模块(26)与串联变压器模块(27)，所述变流器模块包括多个与主变压器模块(26)及串联变压器模块(27)的对应副边绕组分别相连的AC-DC-AC变流器单元，主变压器模块(26)及串联变压器模块(27)的所有绕组设置于同一铁芯上；原边绕组为位于变压器原边的绕组，副边绕组为位于变压器副边的绕组；对于主变压器模块，其一次绕组位于原边，二次绕组及控制绕组位于副边；对于串联变压器模块，其网侧绕组位于原边，变流器侧绕组位于副边；

每个AC-DC-AC变流器单元包括电流控制变流器、电压控制变流器以及由电流控制变流器与电压控制变流器共用的直流母线电容；

所述主变压器模块(26)及串联变压器模块(27)每相的绕组均采用层式绕组，分别同心绕制在本相的铁芯柱上；各AC-DC-AC变流器单元每相的输出滤波电感均拆分为匝数相等的两部分，反向串联后，逐个叠绕在本相的铁芯柱上；所述主变压器模块(26)每相的绕组从外到内依次为一次绕组、二次绕组、控制绕组及AC-DC-AC变流器单元的电流控制变流器输出滤波电感；所述串联变压器模块(27)每相的绕组从外到内依次为网侧绕组、变流器侧绕组及AC-DC-AC变流器单元的电压控制变流器输出滤波电感；

各相的控制绕组的首端接入对应AC-DC-AC变流器单元的电流控制变流器输出端，各相的变流器侧绕组的首端接入对应AC-DC-AC变流器单元的电压控制变流器输出端，中性点接入各自的AC-DC-AC变流器单元直流母线电容中点；

各AC-DC-AC变流器单元彼此隔离，相互独立，对外提供多个彼此隔离的直流电源。

2.根据权利要求1所述一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：电流控制变流器、电压控制变流器各自的交流侧均接有低通滤波器。

3.根据权利要求1所述一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：各AC-DC-AC变流器单元之间采用载波相移技术进行信号调制以减小补偿电流中的高次谐波含量。

4.根据权利要求1所述一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：所述主变压器模块(26)每相的绕组包括一个一次绕组、一个二次绕组及多个控制绕组，所述串联变压器模块(27)每相的绕组包括一个网侧绕组及多个变流器侧绕组；一次绕组首端接入电网，一次绕组末端与对应相的网侧绕组首端相连，各相网侧绕组末端接在一起并将中性点接入大地；各相二次绕组的首端引出，末端连成一个中性点，形成三相四线制接线对负载供电；各相控制绕组与变流器侧绕组均采用星型接法。

5.根据权利要求4所述一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：所述一次绕组承担电网额定电压，网侧绕组承担电压波动分量，通过控制各AC-DC-AC变流器单元的电压控制变流器来实现负载电压稳定控制。

6.根据权利要求4所述一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：所述AC-DC-AC变流器单元的电流控制变流器被控制为电流源，基于磁势平衡原理各控制绕组共同分担补偿电流来实现电网电流正弦对称控制。

7.根据权利要求4所述一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：所述AC-DC-AC变流器单元、每相控制绕组及每相变流器侧绕组的数目相等，每个AC-DC-AC变流器单元均接入对应的控制绕组与变流器侧绕组，其中，电流控制变流器接入控制绕组，而电压控制变流器接入变流器侧绕组。

8.根据权利要求1所述一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：所述铁芯包括上部铁轭(8)、中部铁轭(9)、下部铁轭(10)、上铁芯柱及下铁芯柱，所述上铁芯柱连接在上部铁轭(8)与中部铁轭(9)之间，所述下铁芯柱连接在中部铁轭(9)与下部铁轭(10)之间，上铁芯柱与下铁芯柱共用中部铁轭(9)。

9.根据权利要求8所述一种多绕组磁集成型混合式配电变压器，其特征在于：所述下铁芯柱采用五柱式结构，为零序磁通提供导磁支路。