CN106655750A - 用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置，其特征在于，所述预充装置包括1个预充接触器K，1个升压变压器T，1个限流电阻R，1个高耐压整流桥D，1个直流电压传感器LEMU以及一个主控制板CPU；将电压源变流器的预充功能和线路故障检测的功能融为一体,既具备预充的功能同时也具备线路故障检测的功能。

Description

用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置
技术领域
本发明涉及一种预充装置，具体涉及一种用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置及线路检测装置，属于电压源变流器技术领域。
背景技术
电压源变流器由于有支撑电容的存在,在主电源合闸的瞬间电容相当于对主回路短路,因此需设置预充装置用于在主回路上电时限制电容的充电电流；同时有些使用电压源变流器的特殊场合对持续供电的要求较高,当变流器负载出现故障时允许变流器保护,但当负载故障解除时要求变流器可自动快速投入运行,因此需要变流器具备主回路故障检测装置，现有的预充方式主要采用开环限流的预充方式，在预充的过程中若主回路出现故障时无法作出快速的判断和保护。基于上述问题，本领域的技术人员不断尝试新的方案，但是该问题一直没有得到很好解决。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置及线路检测装置，将电压源变流器的预充功能和线路故障检测的功能融为一体,既具备预充的功能同时也具备线路故障检测的功能。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置，其特征在于，所述预充装置包括1个预充接触器K，1个升压变压器T，1个限流电阻R，1个高耐压整流桥D，1个直流电压传感器LEMU以及一个主控制板CPU，所述预充接触器K的一端连接升压变压器T的一次侧，另一端连接预充电源AC；所述升压变压器T二次侧的其中一端连接限流电阻R，另一端连接至高耐压整流桥的进线端；所述升压变压器T的一次侧连接至预充接触器K；所述限流电阻R设置在升压变压器二次侧和高耐压整流桥D之间，所述高耐压整流桥D交流进线侧一端连接至限流电阻R，另一端连接至升压变压器的二次侧；所述高耐压整流桥D的直流输出连接至电压源变流器的支撑电容；所述直流电压传感器LEMU连接至高耐压整流桥D的正极和负极，转换后将电压信号连接至主控制板CPU；所述主控制板CPU用于接收电压传感器的电压检测信号，根据电压检测信号控制预充接触器K的合闸与分闸，电压源变流器的运行控制。
设置有线路故障检测功能的预充装置，其特征在于，所述故障检测装置包括预充装置、主电源，主开关S，电压源变流器以及支撑电容C，预充装置的输入端连接预充辅助电源，输出端与支撑电容C两端；主电源连接至主开关S的输入端；主开关S的输出端连接至电压源变流器。
用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置的预充控制方法，其特征在于，所述方法如下：
步骤一，断开主开关S，主控制板CPU控制预充接触器K闭合，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，直至主控制板CPU检测到支撑电容C的电压值达到预设值；
步骤二，断开主开关S和预充接触器K，切除预充电装置；
步骤三，闭合主开关S，断开预充接触器K，电压源变流器接入电网，电压源变流器投入运行状态。
线路故障检测装置的检测控制方法，其特征在于，所述线路故障检测控制方法分为五个步骤：
步骤一，电压源变流器负载发生短路故障，支撑电容C电压降低，主控制板CPU封锁电压源变流器的触发脉冲，断开主开关S，进入保护状态；
步骤二，主控制板主控制板CPU控制预充接触器K闭合600ms，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，主控制板CPU通过直流电压传感器LEMU检测支撑电容C的电压增长斜率小于0.2，则判定负载故障未解除；
步骤三，主控制板主控制板CPU控制预充接触器K闭合600ms，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，主控制板CPU通过直流电压传感器LEMU检测支撑电容C的电压增长斜率大于0.2，则判定负载故障解除；
步骤四，主控制板CPU控制预充接触器K闭合，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，直至主控制板CPU检测到支撑电容C的电压值达到预设值；
步骤五，闭合主开关S，断开预充接触器K，电压源变流器接入电网，电压源变流器投入运行状态。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，1)该技术方案整体设计巧妙、结构紧凑；2)该技术方案中的电压源变流器预充电及线路故障检测的装置可以使预充功能及线路故障检测功能合二为一，有效减少器件的数量，减小了其体积，减少了成本，降低了功耗；3)该技术方案中，由于有高耐压整流器的存在，可以使主回路电源与预充电源有效的隔离，避免了在预充接触器故障粘连时主回路电源与预充电电源短路的可能性；4)预充接触器安装在升压变压器的低压侧，因此大大减小了预充接触器的体积，降低了成本，便于大规模的推广应用。
附图说明
图1是本发明带线路故障检测功能的预充装置电气原理图；
图2是包含本发明所述带线路故障检测功能的预充装置的电压源变流器电路系统图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：参见图1，一种用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置，所述预充装置包括1个预充接触器K，1个升压变压器T，1个限流电阻R，1个高耐压整流桥D，1个直流电压传感器LEMU以及一个主控制板CPU，所述预充接触器K的一端连接升压变压器T的一次侧，另一端连接预充电源AC；所述升压变压器T二次侧的其中一端连接限流电阻R，另一端连接至高耐压整流桥的进线端；所述升压变压器T的一次侧连接至预充接触器K；所述限流电阻R设置在升压变压器二次侧和高耐压整流桥D之间，所述高耐压整流桥D交流进线侧一端连接至限流电阻R，另一端连接至升压变压器的二次侧；所述高耐压整流桥D的直流输出连接至电压源变流器的支撑电容；所述直流电压传感器LEMU连接至高耐压整流桥D的正极和负极，转换后将电压信号连接至主控制板CPU；所述主控制板CPU用于接收电压传感器的电压检测信号，根据电压检测信号控制预充接触器K的合闸与分闸，电压源变流器的运行控制。该方案中，预充接触器K主触点的额定电压不低于升压变压器T的一次侧电压；限流电阻R的阻值为200欧姆，功率为500瓦特；升压变压器T的二次侧电压＝直流母线电压/1.414；高耐压整流桥D的耐压值需大于2.5倍的直流母线电压值；直流电压传感器LEMU的测试范围为0～1.5倍的直流母线电压值。
实施例2：参见图2，设置有预充装置的线路故障检测装置，所述故障检测装置包括预充装置、主电源，主开关S，电压源变流器以及支撑电容C，预充装置的输入端连接预充辅助电源，输出端与支撑电容C两端；主电源连接至主开关S的输入端；主开关S的输出端连接至电压源变流器。
实施例3：参见图1、图2，用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置的预充控制方法，其特征在于，所述方法如下：
步骤一，断开主开关S，主控制板CPU控制预充接触器K闭合，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，直至主控制板CPU检测到支撑电容C的电压值达到预设值；
步骤二，断开主开关S和预充接触器K，切除预充电装置；
步骤三，闭合主开关S，断开预充接触器K，电压源变流器接入电网，电压源变流器投入运行状态。
实施例4：参见图2，线路故障检测装置的检测控制方法，所述线路故障检测控制方法分为五个步骤：
步骤一，电压源变流器负载发生短路故障，支撑电容C电压降低，主控制板CPU封锁电压源变流器的触发脉冲，断开主开关S，进入保护状态；
步骤二，主控制板主控制板CPU控制预充接触器K闭合600ms，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，主控制板CPU通过直流电压传感器LEMU检测支撑电容C的电压增长斜率小于0.2，则判定负载故障未解除；
步骤三，主控制板主控制板CPU控制预充接触器K闭合600ms，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，主控制板CPU通过直流电压传感器LEMU检测支撑电容C的电压增长斜率大于0.2，则判定负载故障解除；
步骤四，主控制板CPU控制预充接触器K闭合，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，直至主控制板CPU检测到支撑电容C的电压值达到预设值；
步骤五，闭合主开关S，断开预充接触器K，电压源变流器接入电网，电压源变流器投入运行状态。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (5)

1.一种带线路故障检测功能的预充装置，其特征在于，所述预充装置包括1个预充接触器K，1个升压变压器T，1个限流电阻R，1个高耐压整流桥D，1个直流电压传感器LEMU以及一个主控制板CPU，所述预充接触器K的一端连接升压变压器T的一次侧，另一端连接预充电源AC；所述升压变压器T二次侧的其中一端连接限流电阻R，另一端连接至高耐压整流桥的进线端；所述升压变压器T的一次侧连接至预充接触器K；所述限流电阻R设置在升压变压器二次侧和高耐压整流桥D之间，所述高耐压整流桥D交流进线侧一端连接至限流电阻R，另一端连接至升压变压器的二次侧；所述高耐压整流桥D的直流输出连接至电压源变流器的支撑电容；所述直流电压传感器LEMU连接至高耐压整流桥D的正极和负极，转换后将电压信号连接至主控制板CPU；所述主控制板CPU用于接收电压传感器的电压检测信号，根据电压检测信号控制预充接触器K的合闸与分闸。
2.采用权利要求1所述的预充装置的电压源变流器电路系统，其特征在于，还包括主电源、主开关S、电压源变流器以及支撑电容C；主电源连接至主开关S的输入端；主开关S的输出端连接至电压源变流器；所述预充装置的输出端与支撑电容C的两端相连；所述预充装置的CPU控制端口分别控制主开关S及电压源变流器运行。
3.根据权利要求2所述的预充装置的电压源变流器电路系统，其特征在于：该电路系统中，线路故障检测功能和预充功能可分开进行。
4.用于电压源变流器自带线路故障检测功能的预充装置的预充控制方法，其特征在于，所述方法如下：
步骤一，断开主开关S，主控制板CPU控制预充接触器K闭合，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，直至主控制板CPU检测到支撑电容C的电压值达到预设值；
步骤二，断开主开关S和预充接触器K，切除预充电装置；
步骤三，闭合主开关S，断开预充接触器K，电压源变流器接入电网，电压源变流器投入运行状态。
5.采用权利要求2所述线路故障检测装置的检测控制方法，其特征在于，所述线路故障检测控制方法分为五个步骤：
步骤一，电压源变流器负载发生短路故障，支撑电容C电压降低，主控制板CPU封锁电压源变流器的触发脉冲，断开主开关S，进入保护状态；
步骤二，主控制板主控制板CPU控制预充接触器K闭合600ms，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，主控制板CPU通过直流电压传感器LEMU检测支撑电容C的电压增长斜率小于0.2，则判定负载故障未解除；
步骤三，主控制板主控制板CPU控制预充接触器K闭合600ms，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，主控制板CPU通过直流电压传感器LEMU检测支撑电容C的电压增长斜率大于0.2，则判定负载故障解除；
步骤四，主控制板CPU控制预充接触器K闭合，通过电源AC，流过预充接触器K及限流电阻R，经过高耐压整流桥D整流后，对支撑电容C进行充电，直至主控制板CPU检测到支撑电容C的电压值达到预设值；
步骤五，闭合主开关S，断开预充接触器K，电压源变流器接入电网，电压源变流器投入运行状态。
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