CN110829819A - 一种电力电子变压器启动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力电子变压器启动控制方法，涉及变压器技术领域，包括电力电子变压器为三级型，包括整流级、隔离级和逆变级，包括以下步骤：A：控制直流变换器锁，B：交流开关合闸，C：缓慢充电，D：闭锁调节，E：闭环充电，F：直流开关合闸。本发明通过辅助充电电路顺利启动直流侧电力电子变压器，将直流侧母线电压均分，扩大供电电压等级，并形成双极性直流供电，能实现能量双向流动，并保证双极直流电压平衡，解决了高压直流一直流电力电子变压器的控制供电问题，采用直流侧直接取电方式，避免使用成本高的外部给控制器供电的高压隔离方案，具有实用价值，工艺简单，设备要求低，可操作性强。

Description

一种电力电子变压器启动控制方法

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别涉及一种电力电子变压器启动控制方法。

背景技术

电力电子变压器启动可以从交流侧和直流侧启动，但是对于lOkV流/750V直流电力电子变压器来说从lOkV交流侧启动级联H桥并不方便，需要在交流侧配置lOkV电阻和lOkV接触器，增大了设备成本。而当750V直流配电网尚未建立时，从直流侧启动需要增加辅助充电电路，充电电路的顺控流程控制不当可能会造成电力电子变压器无法正常启动或者冲击电流过大烧毁电路等问题。因此，发明一种电力电子变压器启动控制方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种电力电子变压器启动控制方法，解决了现有的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电力电子变压器启动控制方法，括电力电子变压器为三级型，包括整流级、隔离级和逆变级，包括以下步骤：

A：控制直流变换器锁：电力电子变压器拓扑中的双向全桥直流变换器锁，将带电侧的功率单元直流端通过二极管不可控整流桥连接至不带电侧的功率单元的直流端;

B：交流开关合闸：充电电路机械开关合闸，启动电阻旁路开关合闸，交流侧开关合闸；

C：缓慢充电：带电侧的功率单元按每6-7ms打开1度的速度慢慢打开内移相角，带电侧的功率单元通过二极管整流桥对不带电侧的功率单元的直流端进行缓慢充电；

D：闭锁调节：带电侧功率单元的控制板正常工作后，带电侧单元通过内相角调节实现不带电侧单元电压闭环控制，使电压达到380V，此时，不带电侧单元工GBT保持闭锁状态;

E：闭环充电：当带电侧功率单元和不带电侧功率单元的内移相角均打开至最大时，切换到通过两个功率单元的外移相角控制实现功率单元电压闭环充电，直到达到不带电侧功率单元的运行电压要求。

F：直流开关合闸：直流侧的直流机械开关合闸，直流侧的直流固态开关合闸。

可选的，所述步骤A中电路解锁信号为60%占空比PWM调制波，充电第一阶段，达到的充电电压为控制板的工作电压为160-210V左右。

可选的，所述步骤C中直至不带电侧的功率单元的电压达到控制板能够正常工作;此时的充电控制为开环模式。

可选的，所述步骤D中充电第二阶段，达到的充电电压为380V，充电第三阶段，达到的充电电压为功率单元的工作电压。

可选的，所述步骤B中充电电路机械开关的耐压值U的选取方法为，耐压值U满足三相不控整流桥的输出电压小于直流端口电压。

可选的，所述步骤E中充电第三阶段，达到的充电电压为功率单元的工作电压350V。

本发明提供了一种电力电子变压器启动控制方法，具备以下有益效果：

（1）、本发明通过辅助充电电路顺利启动直流侧电力电子变压器，将直流侧母线电压均分，扩大供电电压等级，并形成双极性直流供电，能实现能量双向流动，并保证双极直流电压平衡。

（2）、本发明解决了高压直流一直流电力电子变压器的控制供电问题，采用直流侧直接取电方式，避免使用成本高的外部给控制器供电的高压隔离方案，具有实用价值。

（3）、本发明工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

一种电力电子变压器启动控制方法，包括电力电子变压器为三级型，包括整流级、隔离级和逆变级，包括以下步骤：

A：控制直流变换器锁：电力电子变压器拓扑中的双向全桥直流变换器锁，将带电侧的功率单元直流端通过二极管不可控整流桥连接至不带电侧的功率单元的直流端;

B：交流开关合闸：充电电路机械开关合闸，启动电阻旁路开关合闸，交流侧开关合闸；

C：缓慢充电：带电侧的功率单元按每6-7ms打开1度的速度慢慢打开内移相角，带电侧的功率单元通过二极管整流桥对不带电侧的功率单元的直流端进行缓慢充电；

D：闭锁调节：带电侧功率单元的控制板正常工作后，带电侧单元通过内相角调节实现不带电侧单元电压闭环控制，使电压达到380V，此时，不带电侧单元工GBT保持闭锁状态;

E：闭环充电：当带电侧功率单元和不带电侧功率单元的内移相角均打开至最大时，切换到通过两个功率单元的外移相角控制实现功率单元电压闭环充电，直到达到不带电侧功率单元的运行电压要求。

F：直流开关合闸：直流侧的直流机械开关合闸，直流侧的直流固态开关合闸。

作为本发明的一种可选技术方案：

步骤A中电路解锁信号为60%占空比PWM调制波，充电第一阶段，达到的充电电压为控制板的工作电压为160-210V左右。

作为本发明的一种可选技术方案：

步骤C中直至不带电侧的功率单元的电压达到控制板能够正常工作;此时的充电控制为开环模式。

作为本发明的一种可选技术方案：

步骤D中充电第二阶段，达到的充电电压为380V，充电第三阶段，达到的充电电压为功率单元的工作电压。

作为本发明的一种可选技术方案：

步骤B中充电电路机械开关的耐压值U的选取方法为，耐压值U满足三相不控整流桥的输出电压小于直流端口电压。

作为本发明的一种可选技术方案：

步骤E中充电第三阶段，达到的充电电压为功率单元的工作电压350V。

需要说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电力电子变压器启动控制方法，其特征在于，包括电力电子变压器为三级型，包括整流级、隔离级和逆变级，包括以下步骤：

A：控制直流变换器锁：电力电子变压器拓扑中的双向全桥直流变换器锁，将带电侧的功率单元直流端通过二极管不可控整流桥连接至不带电侧的功率单元的直流端;

B：交流开关合闸：充电电路机械开关合闸，启动电阻旁路开关合闸，交流侧开关合闸；

C：缓慢充电：带电侧的功率单元按每6-7ms打开1度的速度慢慢打开内移相角，带电侧的功率单元通过二极管整流桥对不带电侧的功率单元的直流端进行缓慢充电；

D：闭锁调节：带电侧功率单元的控制板正常工作后，带电侧单元通过内相角调节实现不带电侧单元电压闭环控制，使电压达到380V，此时，不带电侧单元工GBT保持闭锁状态;

E：闭环充电：当带电侧功率单元和不带电侧功率单元的内移相角均打开至最大时，切换到通过两个功率单元的外移相角控制实现功率单元电压闭环充电，直到达到不带电侧功率单元的运行电压要求；

F：直流开关合闸：直流侧的直流机械开关合闸，直流侧的直流固态开关合闸。

2.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器启动控制方法，其特征在于：

所述步骤A中电路解锁信号为60%占空比PWM调制波，充电第一阶段，达到的充电电压为控制板的工作电压为160-210V左右。

3.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器启动控制方法，其特征在于：

所述步骤C中直至不带电侧的功率单元的电压达到控制板能够正常工作;此时的充电控制为开环模式。

4.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器启动控制方法，其特征在于：

所述步骤D中充电第二阶段，达到的充电电压为380V，充电第三阶段，达到的充电电压为功率单元的工作电压。

5.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器启动控制方法，其特征在于：

所述步骤B中充电电路机械开关的耐压值U的选取方法为，耐压值U满足三相不控整流桥的输出电压小于直流端口电压。

6.根据权利要求1所述的一种电力电子变压器启动控制方法，其特征在于：

所述步骤E中充电第三阶段，达到的充电电压为功率单元的工作电压350V。