一种直流电源的制作方法

本实用新型涉及高压直流输电领域，具体的涉及一种直流电源。

背景技术：

gb/t33348-2016高压直流输电用电压源换流器阀电气试验要求被测阀段具备最大连续运行负荷试验、最大暂态过负荷运行试验等要求。这种脉冲负载对试验平台功能实现和保护都提出挑战。

作为平台功能实现的具体方式就是设计一款直流电源，其输出功率和电压波动需要满足负载要求；现有的直流电源在带载后电压波动大、造价高，同时直流电源的保护功能不够全面。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种电压波动小、成本低、保护功能全面的直流电源。

本实用新型采用的技术方案是：

一种直流电源，连接三相直流输出侧，包括：低压保护电路、低压软启回路、调压器、移相变压器、高压软启回路和补能阀单元；

所述低压保护电路的输入端连接三相直流输出侧，低压保护电路的输出端、低压软启回路、调压器的输入端依次串联，所述调压器的输出端连接移相变压器的原边，所述移相変圧器的副边连接高压软启回路的输入端，所述高压软启回路的输出端用于连接负载。

进一步的，所述低压保护电路与低压软启回路之间设置有滤波电路。

进一步的，所述低压保护电路包括依次串联的熔断器和断路器，所述断路器与低压软启回路相连。

进一步的，所述低压软启回路包括限流电阻r1、低压接触器km1、低压接触器km2，所述限流电阻与低压接触器km1串联，限流电阻r1和低压接触器km1组成的支路与低压接触器km2并联。

进一步的，所述移相变压器的副边包括多路副边绕组，多路副边绕组分别连接有对应的副边单元，所述副边单元包括互相并联的整流桥、均压电阻和均压电容，单路副边单元输出单路直流电压，多个副边单元串联以用于输出总的直流电压。

进一步的，所述高压软启回路包括限流电阻r3、高压交流真空接触器km3、高压交流真空接触器km4，所述高压交流真空接触器km3与限流电阻r3串联，所述高压交流真空接触器km4与限流电阻r3、高压交流真空接触器km3并联。

进一步的，所述所述限流电阻r3通过抽头式负载电抗器连接负载。

本实用新型的有益效果在于：

本技术方案通过低压保护电路实现对于整个直流源的短路保护、过载保护和故障保护，大大减小了对高压侧直流接触器或者半导体开关的依赖，简化了高压部分的保护设计。并且能够抑制外电路短路时的短路电流，避免短路电流对阀段器件、测试系统中高压侧真空接触器、高压侧软启电阻的影响。通过低压软启回路和高压软启回路的逐级软启方式，实现器件安全输出、减小脉冲负载引起的直流电压波动、减小回路器件应力，并且造价低。

附图说明

图1为本实用新型直流电源的功率回路拓扑图；

图2为当km3异常闭合时，故障电流的流向示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

如图1所示为本实用新型的一种直流电源，连接三相直流输出侧，其特征在于，包括：低压保护电路、低压软启回路、调压器t1、移相变压器t2、高压软启回路；低压保护电路的输入端连接三相直流输出侧，低压保护电路的输出端、低压软启回路、调压器的输入端依次串联，调压器t1的输出端连接移相变压器的原边，移相変圧器t2的副边通过高压软启回路与负载相连，本实施例中负载为补能阀单元，实际应用中负载可以任意选取，低压保护电路与低压软启回路之间设置有滤波电路。

低压保护电路包括依次串联的三相低压熔断器fu和低压断路器q，短路保护由三相低压熔断器fu实现，过载保护和故障保护由低压断路器q实现，当系统发生故障时，控制系统可控制低压断路器q上的电动操作机构脱扣，切断故障。滤波电路用于提高系统功率因素，本实施例中滤波电路由滤波电感l组成，也可以由滤波电感、滤波电容的组合构成。

低压软启回路包括限流电阻r1、低压接触器km1、低压接触器km2，限流电阻与低压接触器km1串联，限流电阻r1和低压接触器km1组成的支路与低压接触器km2并联，对调压器t1使用串联电阻r1的软启方式，成本低，简单易行；调压器t1正常励磁后，逐步提高输出电压实现移相变压器t2软启。

当闭合高压交流真空接触器km3后，移相变压器t2软启就与负载电容充电同时进行。

当断开高压交流真空接触器km3，移相变压器t2就先软启；软启完成并正常输出后，闭合高压交流真空接触器km3可以开始负载电容充电。

移相变压器t2的副边为多绕组副边，多路副边绕组分别连接有对应的副边单元，副边单元包括互相并联的整流桥、均压电阻和均压电容以输出单路直流电压，多个副边单元串联以输出总的直流电压，这种设计有利于各绕组分时出力，减轻各绕组回路的电压降，减少总的直流电压波动。

高压软启回路包括限流电阻r3、高压交流真空接触器km3、高压交流真空接触器km4，高压交流真空接触器km3与限流电阻r3串联，高压交流真空接触器km4与限流电阻r3、高压交流真空接触器km3并联。

补能阀单元包括第一补能阀f1、第二补能阀f2、第三补能阀f3和第四补能阀f4，第一补能阀f1与第二补能阀f3串联，第三补能阀f2与第四补能阀f4串联，第一补能阀f1、第二补能阀f2分别通过抽头式负载电抗器连接连接限流电阻r3，第三补能阀f3、第四补能阀f4的负载电容一端连接移相变压器的副边，第三补能阀f3的负载电容另一端连接高压交流真空接触器km4。

当第一补能阀f1、第三补能阀f3或者第二补能阀f2、第四补能阀f4充电至最小工作电压时/后，补能阀单元可以根据充电逻辑切入或者切出。当第三补能阀f3或第四补能阀f4充电完成时，闭合高压交流真空接触器km4，实现了高压软启的小电流冲击，这种软启动控制方式有利于系统安全。

限流电阻r3与补能阀单元之间设置有抽头式负载电抗器l1，抽头式负载电抗器l1与限流电阻r3配合能有效降低因外电路短路导致的短路电流，降低器件应力。其中，限流电阻r3越小，会使各补能阀单元电容充电电压更接近电源电压，此时抽头式负载电抗器l1抑制短路电流的能力更强；如图2所示为闭合高压交流真空接触器km3异常闭合时，故障电流的一种流向，当补能阀单元的串联数增加，回路电压也增加，电感对电流抑制作用也会增强。

综上所述，本实用新型通过低压保护电路实现对于整个直流源的短路保护、过载保护和故障保护，大大减小了对高压侧直流接触器或者半导体开关的依赖，简化了高压部分的保护设计。并且能够抑制外电路短路时的短路电流，避免短路电流对阀段器件、测试系统中高压侧真空接触器、高压侧软启电阻的影响。通过低压软启回路和高压软启回路的逐级软启方式，实现器件安全输出、减小脉冲负载引起的直流电压波动、减小回路器件应力，并且造价低。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。