無變壓器式多電平轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】中壓系統(tǒng)40包括：多電平轉(zhuǎn)換器42，其連接到電網(wǎng)連接46，其中該多電平轉(zhuǎn)換器42適于將在電網(wǎng)連接46處提供的第一多相電流轉(zhuǎn)換成第二電流；和共模濾波器30，其對于第一電流的每個相44包括連接到相應(yīng)相44的相濾波器54。每個相濾波器54連接到與地18連接的公共濾波器星點(diǎn)32。每個相濾波器54包括電容Cf。
【專利說明】無變壓器式多電平轉(zhuǎn)換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子電路的領(lǐng)域。本發(fā)明涉及具有多電平轉(zhuǎn)換器(multilevelconverter)的中壓系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]具有多電平轉(zhuǎn)換器的中壓系統(tǒng)用于將來自電力電網(wǎng)的第一電流轉(zhuǎn)換成第二電流，其可供應(yīng)給另外的電網(wǎng)或電動馬達(dá)，或可從發(fā)電機(jī)供應(yīng)到電力電網(wǎng)內(nèi)。 [0003]現(xiàn)今的通用中壓系統(tǒng)中的大部分使用隔離變壓器，其由于成本和尺寸要求而通常具有非常低的效率(在I MVA低至97%)。
[0004]在US 5，625，545中示出，如果電網(wǎng)電壓與供應(yīng)給電動馬達(dá)的電壓匹配，則甚至情況可能是這樣。
[0005]在無變壓器式中壓系統(tǒng)中，隔離變壓器的內(nèi)在可用的共模阻抗典型地被共模阻抗取代，例如參見 IAS 2001 Bin Wu、S.Rizzo、N.Zargari 和 Y.Xiao “An IntegratedDC Link Choke for Elimination of Motor Common mode Voltage in Medium VoltageDrives (用于消除中壓驅(qū)動器中的馬達(dá)共模電壓的集成DC鏈路扼流圈)”和2010 ABB產(chǎn)品手冊 “Medium voltage AC drive, ACS 2000 (中壓 AC 驅(qū)動器，ACS 2000)，，。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的可以是提供用于具有多電平轉(zhuǎn)換器的無變壓器式中壓系統(tǒng)的簡單的共模接地(common mode grounding)?
[0007]該目的由獨(dú)立權(quán)利要求的主旨實(shí)現(xiàn)。另外的示范性實(shí)施例從從屬權(quán)利要求和下面的描述中是清楚的。
[0008]本發(fā)明涉及中壓系統(tǒng)。必須理解中壓系統(tǒng)可以是電氣系統(tǒng)，其適于處理在I kV以上和/或50 kV以下(例如在15kV以下)的電壓。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，中壓系統(tǒng)包括:多電平轉(zhuǎn)換器，其連接到電網(wǎng)連接，其中該多電平轉(zhuǎn)換器適于將在電網(wǎng)連接處提供的第一多相電流轉(zhuǎn)換成第二電流；和共模濾波器，其對于第一電流的每個相包括連接到相應(yīng)相的相濾波器。共模濾波器的相濾波器連接到公共濾波器星點(diǎn)，其連接到地。每個相濾波器包括電容，即至少一個電容器。中壓系統(tǒng)可僅在電網(wǎng)側(cè)經(jīng)由公共濾波器星點(diǎn)而連接到地。
[0010]多電平轉(zhuǎn)換器可以是電氣轉(zhuǎn)換器，其適于生成超過兩個或三個的輸出電壓電平，例如5、7個，或更多的電壓輸出電平。也就是說，第二電流可具有超過三個的輸出電壓電平。
[0011]第一多相電流可以是具有超過兩個相的AC電流。例如，第一多相電流可具有兩個或三個相。
[0012]特別在沒有變壓器的情況下，多電平轉(zhuǎn)換器可直接連接到電網(wǎng)連接。多電平系統(tǒng)在電網(wǎng)側(cè)上可以是無變壓器的。[0013]電網(wǎng)連接可以是公共耦合點(diǎn)(PCC)，其可定義為這樣的點(diǎn)，即在該點(diǎn)處作為本地電力系統(tǒng)的中壓系統(tǒng)連接到大型(非本地)電力電網(wǎng)。
[0014]在無變壓器式中壓系統(tǒng)中，利用共模濾波器，可避免任何共模電感器。通過在中壓系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)上利用在星點(diǎn)處的低阻抗接地連接而引入小的電容式共模濾波器，可實(shí)現(xiàn)到地的主共模電壓電容式耦合。在低和高阻抗接地系統(tǒng)中，沒有明顯的共模電壓或電流可到達(dá)電網(wǎng)。
[0015]當(dāng)中壓系統(tǒng)包括用第二電流供應(yīng)的電機(jī)時，中壓機(jī)器繞組上額外的共模應(yīng)力和相關(guān)的軸承電流效應(yīng)可甚至對于標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)和改裝應(yīng)用很好地在控制之中。
[0016]該技術(shù)方案可通過使系統(tǒng)在PCC (公共耦合點(diǎn))附近共模接地而適用于具有任何多電平拓?fù)?具有7電平或更高的VSI)的任何多電平轉(zhuǎn)換器。共模阻抗可被消除而不危及電機(jī)的繞組隔離或軸承壽命或電網(wǎng)連接的要求。
[0017]在兩或三相系統(tǒng)中，共模濾波器(其可提供低阻抗接地)可在電網(wǎng)側(cè)上包括相對小的兩相或三相電容式濾波器。電容式濾波器可包括在星點(diǎn)處連接有相等的電容的兩個或三個電容器。
[0018]共模濾波器可具有這樣的電容，其是任何機(jī)器側(cè)電容式接地阻抗的(其可以是機(jī)器側(cè)濾波器、機(jī)器側(cè)電纜或接地的機(jī)器繞組電容)大約10倍。
[0019]此外，電網(wǎng)側(cè)上的小的電容式共模濾波器可以是調(diào)諧濾波器并且可包括另外的電感性部件(inductivity)和/或電阻器。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個相濾波器包括與電容串聯(lián)連接的電感性部件和/或與電容串聯(lián)連接的電阻器。該電感性部件和電阻器可并聯(lián)連接。這樣的調(diào)諧濾波器設(shè)計可具有額外優(yōu)勢，即電網(wǎng)側(cè)上所得的差模諧振可變化較少，這可促使轉(zhuǎn)換器的諧波抑制或電網(wǎng)側(cè)諧振的主動阻尼的穩(wěn)健實(shí)現(xiàn)。
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，共模濾波器包括濾波器星點(diǎn)與地之間的阻抗。濾波器星點(diǎn)或公共點(diǎn)到地的實(shí)體連接可包括一些額外的阻抗。該阻抗可以具有電阻式、電容式或電感式類型和/或可包括串聯(lián)或并聯(lián)的電容器、電感性部件和電阻器。這樣的額外阻抗可在較低接地電流或接地故障選擇性方面提供一些額外的益處(尤其對于并聯(lián)連接系統(tǒng)如此)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，共模濾波器(對于每個相)包括在電網(wǎng)連接與多電平轉(zhuǎn)換器之間連接的電感性部件。共模濾波器可與電網(wǎng)側(cè)上未接地的其他濾波器組合。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，相濾波器到相應(yīng)相的連接點(diǎn)是在電網(wǎng)連接與位于電網(wǎng)連接和多電平轉(zhuǎn)換器之間的電感性部件之間。這些額外的濾波器可以是在基本共模濾波器與多電平轉(zhuǎn)換器之間。共模濾波器的連接可以直接在電網(wǎng)連接處和/或可在公共連接點(diǎn)(PCC)附近。
[0024]共模濾波器可適用于無變壓器式中壓驅(qū)動器、無變壓器式風(fēng)力系統(tǒng)、無變壓器式太陽能系統(tǒng)和/或無變壓器式聯(lián)鎖電力網(wǎng)(transformerless intertie)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，中壓系統(tǒng)包括用于接收第二電流的電動馬達(dá)。中壓系統(tǒng)可以是中壓驅(qū)動器。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，中壓系統(tǒng)包括用于生成第二電流的發(fā)電機(jī)。例如，中壓系統(tǒng)可以是潮汐電站或風(fēng)電站的一部分。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，中壓系統(tǒng)包括用于提供第二電流的DC源。例如，該DC源可以是DC鏈路或至少一個太陽能電池板。中壓系統(tǒng)可以是太陽能電站。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，中壓系統(tǒng)包括用于變換第二電流的變壓器。必須理解中壓系統(tǒng)可僅在電網(wǎng)側(cè)處是無變壓器的。在機(jī)器側(cè)上，中壓系統(tǒng)可包括在多電平轉(zhuǎn)換器與連接到第二電流的電機(jī)或發(fā)電機(jī)之間的一個或多個變壓器。
[0029]中壓系統(tǒng)可包括任何種類的基于VSI的多電平轉(zhuǎn)換器，如例如對于ANPCML轉(zhuǎn)換器、直接和間接MMLC轉(zhuǎn)換器，例如鏈環(huán)(chain link)型STATC0M (具有全橋)。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多電平轉(zhuǎn)換器是ANPCML (有源中性點(diǎn)鉗位多電平)轉(zhuǎn)換器。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多電平轉(zhuǎn)換器是間接MMLC (模塊化多電平)轉(zhuǎn)換器。共模濾波器可與二象限(2Q)或四象限(4Q)中壓電力轉(zhuǎn)換一起使用，即與包括整流器和逆變器的多電平轉(zhuǎn)換器一起使用，其中該逆變器以及可選地整流器包括MMLC轉(zhuǎn)換器的電力模塊。然而，整流器可以是無源整流器或二極管前端。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，多電平轉(zhuǎn)換器是直接MMLC轉(zhuǎn)換器。
[0033]本發(fā)明的這些和其他方面將從在下文描述的實(shí)施例顯而易見并且參考在下文描述的實(shí)施例來說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]本發(fā)明的主旨將在下列正文中參考在附圖中圖示的優(yōu)選示范性實(shí)施例更加詳細(xì)地說明，其中:
圖1示出電網(wǎng)中具有低阻抗接地的電路圖。
[0035]圖2示出電網(wǎng)中具有高電阻接地的電路圖。
[0036]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0037]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0038]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0039]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0040]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0041]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0042]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0043]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0044]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0045]圖12示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的共模等效電路。
[0046]圖13示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可用于模擬中壓系統(tǒng)的電纜模型的電路圖。
[0047]圖14示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可用于模擬中壓系統(tǒng)的電機(jī)的模型的電路圖。
[0048]圖15示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對于中壓系統(tǒng)的ANPCML逆變器的電路圖。
[0049]圖16示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對于中壓系統(tǒng)的間接MMLC逆變器的電路圖。
[0050]圖17示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對于中壓系統(tǒng)的直接MMLC轉(zhuǎn)換器的電路圖。
[0051]圖18示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0052]圖19示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0053]圖20示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實(shí)施例的中壓系統(tǒng)的示意圖。
[0054]圖21示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在低阻抗接地系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)處具有共模電壓的圖。
[0055]圖22示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在高阻抗接地系統(tǒng)的電網(wǎng)側(cè)處具有共模電壓的圖。
[0056]圖23示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在系統(tǒng)的PCC處具有共模電壓的圖。
[0057]圖24示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在系統(tǒng)的機(jī)器星點(diǎn)處具有共模電壓的圖。
[0058]原則上，相同的部件在圖中提供有相同的標(biāo)號。
【具體實(shí)施方式】
[0059]中壓電網(wǎng)中的梓地概念
例如，為了減少瞬態(tài)過電壓，使用實(shí)體或阻抗接地。接地系統(tǒng)可具有能夠進(jìn)行接地故障定位這一另外的優(yōu)勢。
[0060]圖1示出在電網(wǎng)中具有低阻抗接地的電路圖。系統(tǒng)10包括變壓器12，其具有在星點(diǎn)14互連的繞組。該星點(diǎn)14經(jīng)由低阻抗16而連接到地18。在接地故障20的情況下，接地電流Ie可經(jīng)由低阻抗16而均衡。
[0061]圖2示出在電網(wǎng)中具有高電阻(S卩，高阻抗)接地的電路圖。在系統(tǒng)10’中，變壓器12的星點(diǎn)14經(jīng)由高阻抗16’而連接到地18。
[0062]系統(tǒng)10’進(jìn)一步包括共模濾波器30，其具有通過公共濾波器星點(diǎn)32而互連的三個電容器X⑶。由接地故障20生成的共模電流I?可通過共模濾波器30而均衡。
[0063]選擇電阻器16’使得通過電阻器的電流Ik、接地電流Ie和共模電流Ιω互相抵消。
[0064]一般，下面的阻抗接地概念典型地在高達(dá)15kV的中壓分配電網(wǎng)中使用:
一低阻抗接地(用于將接地故障電流Ie限制在100A至1000A之間)，
一高阻抗接地(用于將電阻器電流Ik限制在典型地IOA或更少)，
一電抗接地(如果期望的電流幅度是幾千安培)，以及 一諧振接地(接地故障中和器)。
[0065]在下面，對于在下面的圖中示出的無變壓器式中壓系統(tǒng)，研究低和高阻抗接地，因?yàn)樗鼈冊诮拥刈杩狗矫婵梢暈閮蓚€極端。
[0066]具有多電平轉(zhuǎn)換器的中壓系統(tǒng)
下面的圖示出具有多電平轉(zhuǎn)換器42的中壓系統(tǒng)40，其全部包括共模濾波器30。
[0067]特別地，圖3的系統(tǒng)40包括多電平轉(zhuǎn)換器42，其經(jīng)由三個相44而連接到電網(wǎng)連接46。該電網(wǎng)連接46可以是使中壓系統(tǒng)40與電網(wǎng)48互連的公共耦合點(diǎn)。
[0068]多電平轉(zhuǎn)換器42適于將相44中的第一多相電流轉(zhuǎn)換成要供應(yīng)給另外的電氣連接50的第二電流。
[0069]在電網(wǎng)側(cè)處，系統(tǒng)40包括共模濾波器30，該共模濾波器30包括三個電容器Cf，其在一端處連接到相應(yīng)的相44并且在另一端處共同連接到星點(diǎn)32。僅系統(tǒng)40的星點(diǎn)32接地。每個電容器Cf可視為對于相應(yīng)相52的相濾波器54。
[0070]系統(tǒng)40可通過一組中壓電纜52而連接到電網(wǎng)連接46。濾波器30可連接到電纜52后的相44。此外，系統(tǒng)40可包括另外的電網(wǎng)側(cè)濾波器56,其包括對于每個相44的電感性部件Lf并且其在共模濾波器30與多電平轉(zhuǎn)換器42之間互連。電感性部件Lf可視為相應(yīng)相濾波器54的一部分。[0071]圖4示出系統(tǒng)40的另外的實(shí)施例。共模濾波器30可進(jìn)一步包括在星點(diǎn)32與地18之間連接的阻抗ZN。
[0072]在該情況下，濾波器星點(diǎn)32或公共點(diǎn)32到地18的實(shí)體連接可包括一定額外的阻抗ZN。該阻抗Zn可以是電阻式、電容式或電感式類型或可以是串聯(lián)或并聯(lián)的多個這樣的元件的組合。
[0073]圖5示出系統(tǒng)40的另外的實(shí)施例。共模濾波器30可以是電網(wǎng)側(cè)處的調(diào)諧濾波器30。共模濾波器30的每個相濾波器54包括并聯(lián)連接的電感性部件Lf2和電阻器Rf，它們與電容器Cf串聯(lián)連接。
[0074]可調(diào)諧小的電容式共模濾波器30來使電網(wǎng)側(cè)上所得的差模諧振保持變化較少并且促使轉(zhuǎn)換器42的諧波抑制或電網(wǎng)側(cè)諧振的主動阻尼的穩(wěn)健實(shí)現(xiàn)。
[0075]圖6示出系統(tǒng)40的另外的實(shí)施例。調(diào)諧共模濾波器30可與接地連接中的阻抗Zn組合。
[0076]共模濾波器30可適用于無變壓器式電力電子系統(tǒng)，例如用于可再生能源的無變壓器式電網(wǎng)耦合或無變壓器式電網(wǎng)接口。
[0077]圖7示出系統(tǒng)40的另外的實(shí)施例。該系統(tǒng)40可包括電動馬達(dá)60，其經(jīng)由第二連接50而連接到多電平轉(zhuǎn)換器42。該第二連接50可以是多相連接(在當(dāng)前情況下是三相連接)，其也包括一組中壓電纜62。
[0078]圖8示出系統(tǒng)40的另外的實(shí)施例。該系統(tǒng)40可包括變壓器64，其經(jīng)由第二連接50而連接到多電平轉(zhuǎn)換器42。例如，系統(tǒng)40可以是電網(wǎng)48與電網(wǎng)66之間的聯(lián)鎖電力網(wǎng)。
[0079]圖8進(jìn)一步示出電網(wǎng)48與多電平轉(zhuǎn)換器42之間的連接可以是兩相連接。共模濾波器30可僅包括兩相濾波器54。
[0080]圖8的系統(tǒng)40可視為從三相到一或兩相的無變壓器式電網(wǎng)耦合。必須注意，系統(tǒng)40僅在具有共模濾波器30的一側(cè)處是無變壓器的。
[0081]圖9示出系統(tǒng)40的另外的實(shí)施例，該系統(tǒng)40可視為從三相到三相的無變壓器式電網(wǎng)耦合。
[0082]圖10示出具有(旋轉(zhuǎn))發(fā)電機(jī)68的系統(tǒng)40的另外的實(shí)施例。例如，發(fā)電機(jī)40可連接到水或潮汐電站的渦輪機(jī)或到風(fēng)力渦輪機(jī)。
[0083]圖11示出系統(tǒng)40的另外的實(shí)施例，其中多電平轉(zhuǎn)換器50連接到太陽能電池板70。連接50可以是DC電流連接。
[0084]無變壓器式中壓驅(qū)動器的接地
圖12示出中壓系統(tǒng)40的共模等效電路。在共模效應(yīng)方面，中壓系統(tǒng)40自身的接地概念是主要感興趣的。對于中壓系統(tǒng)40的相關(guān)共模研究，可以使用如在圖12中示出的對應(yīng)共豐吳等效電路。
[0085]饋電中壓電網(wǎng)48的中性接地電阻16、16’和電容式阻抗82可能是重要的，它們將主電路拉至接近接地(高頻等效)。相關(guān)的電容式阻抗82典型地是電力電纜52、62以及電機(jī)60、68的機(jī)器繞組中的阻抗。
[0086]圖12進(jìn)一步示出電網(wǎng)側(cè)濾波器56和機(jī)器側(cè)濾波器88，其可以是dv/dt濾波器。
[0087]可假設(shè)其他差模諧波要求通過多電平轉(zhuǎn)換器42而滿足。
[0088]如在圖12中示出的，存在使中壓系統(tǒng)40接地的三個可能性: —在電網(wǎng)側(cè)(CMl)上，
-在轉(zhuǎn)換器的中性點(diǎn)(CM2 )上，或 一在機(jī)器側(cè)(CM3)上。
[0089]過去，因?yàn)锳C-DC電力轉(zhuǎn)換(整流器)級84或DC-AC電力轉(zhuǎn)換(逆變器)級86的共模等效電壓源被分離，并且到地的任何移動局限于一個等效共模電壓源的幅值(而不是它的總和)，優(yōu)選電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的DC鏈路中的CM2接地。典型地在主要目的是使任何共模電壓移動保持遠(yuǎn)離電機(jī)60、68的情況下優(yōu)選CM3接地。
[0090]為了實(shí)現(xiàn)無變壓器式中壓驅(qū)動器系統(tǒng)40，必須注意，到電網(wǎng)48的電耦合基本上是變化的。到電網(wǎng)48具有高共模阻抗的隔離變壓器消失。由轉(zhuǎn)換器42施加給電網(wǎng)48的共模應(yīng)力(電壓、電流)正變得更重要。
[0091]這可通過以下來解決:在CM3或CM2處接地并且通過在轉(zhuǎn)換器42與電網(wǎng)48之間使用額外的共模阻抗以限制到達(dá)中壓電網(wǎng)的共模電壓和/或電流的量。
[0092]然而，利用在圖3至11中示出的中壓系統(tǒng)40，CMl用作接地點(diǎn)。這可高效地限制到達(dá)電網(wǎng)48的任何共模電壓或電流應(yīng)力。另外，該新概念避免了任何共模電抗器，這關(guān)于成本和尺寸可是個優(yōu)勢。
[0093]大型機(jī)器繞組電容82、機(jī)器側(cè)電纜電容82和機(jī)器側(cè)(dv/dt)濾波器88可以是到地的主要共模電容式阻抗。它們因此可在機(jī)器側(cè)處使公共電壓系統(tǒng)(尤其對于較高頻率)接地。在這樣的情況下，所有共模電壓(以及因此生成的共模電流)將在電網(wǎng)側(cè)處出現(xiàn)。
[0094]這通過在CMl處的電網(wǎng)側(cè)處的到地18的主要共模電容式阻抗30而得以避免。利用該措施，共模應(yīng)力可移到機(jī)器側(cè)，這可限制電網(wǎng)側(cè)上的共模應(yīng)力。該額外的機(jī)器側(cè)共模應(yīng)力是可接受的，甚至對于包括改裝應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)60、68也如此。
[0095]通過在CMl處使中壓系統(tǒng)40接地，可以避免任何額外的共模阻抗。如關(guān)于圖3至11解釋的那樣，可在電網(wǎng)側(cè)上在小的三相電容式濾波器Cf的星點(diǎn)32處完成(低阻抗)接地。該三相電容式濾波器30形成3 X Cf的到地的共模阻抗。
[0096]安裝的電網(wǎng)側(cè)共模電容(=3 X Cf)(其可包括到地18的電網(wǎng)側(cè)電纜電容82)可比到地的機(jī)器側(cè)電容82 (其可包括機(jī)器60、86繞組的電容、電纜62的電容和/或dv/dt濾波器88的電容)大得多。這可允許在電網(wǎng)側(cè)上實(shí)現(xiàn)主要共模接地，其有助于使共模諧波失真保持遠(yuǎn)離電網(wǎng)48。
[0097]中壓電纜
對于中壓系統(tǒng)40的研究，因?yàn)榈湫偷闹袎弘娎|52、62可引入相當(dāng)大的電容和額外的諧振頻率，知道典型的中壓電纜52、62的數(shù)據(jù)，這是有益的。可選擇較高的電壓設(shè)計來代表電纜52、62影響的最壞情況。另一方面，電纜52、62的長度通常在多電平轉(zhuǎn)換器42的兩側(cè)上局限于200m。更長的電纜52、62可以是可能的。
[0098]下面的表格示出對于12/20 kV XPLE電纜的中壓數(shù)據(jù):
【權(quán)利要求】
1.一種中壓系統(tǒng)(40),其包括: 多電平轉(zhuǎn)換器(42)，其連接到電網(wǎng)連接(46)，其中所述多電平轉(zhuǎn)換器(42)適于將在所述電網(wǎng)連接(46)處提供的第一多相電流轉(zhuǎn)換成第二電流；和 共模濾波器(30)，其對于所述第一電流的每個相(44)包括連接到相應(yīng)相(44)的相濾波器(54)； 其中每個相濾波器(54)連接到與地(18)連接的公共濾波器星點(diǎn)(32);并且 其中每個相濾波器(54)包括電容(Cf)。
2.如權(quán)利要求1所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中每個相濾波器(54)包括與所述電容(Cf)串聯(lián)連接的電感性部件(Lf2)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中每個相濾波器(54)包括與所述電容(Cf)串聯(lián)連接的電阻器(Rf)。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中所述共模濾波器(30)包括在所述濾波器星點(diǎn)(32)與所述地(18)之間的阻抗(Zn)0
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中所述共模濾波器(30 )對于每個相(44 )包括在所述電網(wǎng)連接(46 )與所述多電平轉(zhuǎn)換器(42)之間連接的電感性部件(Lf)。
6.如權(quán)利要求6所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中相濾波器(54)到相應(yīng)相(44)的連接點(diǎn)在所述電網(wǎng)連接(46)與位于所述電網(wǎng)連接與所述多電平轉(zhuǎn)換器(42)之間的所述電感性部件(Lf)之間。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)，其進(jìn)一步包括: 電動馬達(dá)(60)，用于接收所述第二電流。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)，其進(jìn)一步包括: 發(fā)電機(jī)(68 )，用于生成所述第二電流。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)，其進(jìn)一步包括: DC源(70，120 )，用于提供所述第二電流。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)，其進(jìn)一步包括: 變壓器(64 )，用于變換所述第二電流。
11.如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中所述第一多相電流具有兩個或三個相(44)。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中所述多電平轉(zhuǎn)換器(42)包括ANPCML轉(zhuǎn)換器。
13.如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中所述多電平轉(zhuǎn)換器(42)包括間接MMLC轉(zhuǎn)換器。
14.如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的中壓系統(tǒng)(40)， 其中所述多電平轉(zhuǎn)換器(42)包括直接MMLC轉(zhuǎn)換器。
【文檔編號】H02M7/483GK103718441SQ201280038642
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月4日
【發(fā)明者】P.斯泰梅 申請人:Abb 技術(shù)有限公司