CN112671021A

CN112671021A - 一种双重预充电的控制保护系统

Info

Publication number: CN112671021A
Application number: CN202011630957.6A
Authority: CN
Inventors: 夏越超; 杨南; 佘丽萍
Original assignee: Renergy Electric Tianjin Ltd
Current assignee: Renergy Electric Tianjin Ltd
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2021-04-16

Abstract

本发明提供了一种双重预充电的控制保护系统，包括母线、用于对母线进行预充电的网侧预充电回路、直流侧预充电回路；所述网测预充电回路、直流侧预充电回路均并联在母线上；所述母线包括交流电路、直流电路、逆变模块、直流电容，所述交流电路与直流电路通过逆变模块连接，所述直流电容一端与逆变模块连接，另一端与直流电容连接，所述网测预充电回路并联在交流电路上，一端与直流电容连接，所述直流侧预充电回路并联在直流电路上，一端与直流电容连接。本发明所述的控制保护电路能够适用并网、离网等不同模式下的预充电软起动；能够实时检测电网电能情况，并智能控制选用预充电模式；能够远程控制预充电控制回路的通断，整体提高产品性能。

Description

一种双重预充电的控制保护系统

技术领域

本发明属于电力控制技术领域，尤其是涉及一种双重预充电的控制保护系统。

背景技术

在储能变流器等产品中，母线电容作为关键元件，两端初始电压为0V，如直接对其供电，会产生间接短路故障，故在上电前需对其进行预充电。针对变流器需具备的并网、离网及并离网切换模式，此时网侧没有电能且该系统只具备网侧预充电时，可能会产生相应故障等，此方案针对此类问题进行如下设计。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种双重预充电的控制保护系统，以解决变流器在并网、离网及并离网切换模式时，网侧没有电能且该系统只具备网侧预充电时，可能会产生相应故障的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种双重预充电的控制保护系统，包括母线、用于对母线进行预充电的网侧预充电回路、直流侧预充电回路；

所述网测预充电回路、直流侧预充电回路均并联在母线上；

所述母线包括交流电路、直流电路、逆变模块、直流电容，所述交流电路与直流电路通过逆变模块连接，所述直流电容一端与逆变模块连接，另一端与直流电容连接，所述网测预充电回路并联在交流电路上，一端与直流电容连接，所述直流侧预充电回路并联在直流电路上，一端与直流电容连接。

进一步的，所述交流电路包括：交流电源、塑壳断路器1Q7(为三级断路器)、交流接触器1KM8、第一高频滤波器、电抗器，所述塑壳断路器1Q7一端与交流电源连接，所述塑壳断路器1Q7另一端与交流接触器1KM8一端连接，所述交流接触器1KM8另一端与第一高频滤波器一端连接，第一高频滤波器另一端连接电感器一端，所述电感器另一端与逆变器模块连接。

进一步的，所述交流电路包括三路，塑壳断路器1Q7串联在三路交流电路上，交流接触器1KM8穿连接在三路交流电路上，第一高频滤波器串联在三路交流电路上，所述电抗器串联在交流电路上。

进一步的，所述直流电路包括第二高频滤波器、隔离开关5F4、电池，所述第二高频滤波器一端与直流电容一端连接，所述第二高频滤波器另一端与隔离开关5F4一端连接，隔离开关5F4另一端与电池连接。

进一步的，所述直流电路包括两路，所述第二高频滤波器串联在两路直流电路上，隔离开关5F4串联在两路直流电路上，两路直流电路一端与电池连接。

进一步的，所述网侧预充电回路包括第一微型断路器1F6、接触器1KM6、第一电阻1R6、整流桥，所述整流桥一端连接交流电源，整流桥的另一端则与直流母线电容连接，所述第一微型断路器1F6、接触器1KM6、第一电阻1R6串联在整流桥一端，所述第一微型断路器1F6一端与接触器一端连接，接触器1KM6另一端与第一电阻1R6一端连接，第一电阻1R6另一端与整流桥连接。

进一步的，所述直流预充电回路包括二极管5V2、直流接触器5KM2、第二电阻5R3、第二微型断路器5F3，所述第二微型断路器5F3一端与电池连接，第二微型断路器5F3的另一端与第二电阻5R3连接，第二电阻5R3的另一端与直流接触器5KM2一端连接，直流接触器5KM2的另一端与二极管5V2一端连接，二极管5V2一端与直流母线电容连接。

进一步的，所述母线上连接有多组保护电路。

相对于现有技术，本发明所述的一种双重预充电的控制保护系统具有以下优势：

本发明所述的控制保护电路具备网侧预充电模式和直流侧预充电模式，可适用并网、离网等模式的软起动，当网侧带电时，通过网侧预充电回路对母线电容进行预充电，如处于离网模式，可通过直流侧预充电回路对母线电容进行预充电，均可起到限流作用，避免逆变模块收到冲击损坏。采用高精度的电压、电流检测，可实时检测电能情况，通过数据处理，可智能选择软起动模式，并通过控制器远程控制相应接触器闭合，进行预充电及正常供电模式的切换，提高了整体产品性能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种双重于预充电的控制保护电路图。

附图标记说明：

1F6、第一微型断路器；1KM6、交流接触器；1R6、第一电阻壳电阻；1KM8、交流接触器；5F3、第二微型断路器；5R3、第二电阻；5KM2、直流接触器；5F4、直流侧隔离开关；1FU4、熔断器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，一种双重预充电的控制保护系统，包括母线、用于对母线进行预充电的网侧预充电回路、直流侧预充电回路；

所述网测预充电回路、直流侧预充电回路均并联在母线上；

所述逆变模块为逆变器，型号为：IGBT_DP900N1200TU。

所述交流电路包括：交流电源、塑壳断路器1Q7(为三级断路器)、交流接触器1KM8、第一高频滤波器(为EMS)、电抗器，所述塑壳断路器1Q7一端与交流电源连接，所述塑壳断路器1Q7另一端与交流接触器1KM8一端连接，所述交流接触器1KM8另一端与第一高频滤波器一端连接，第一高频滤波器另一端连接电感器一端，所述电感器另一端与逆变器模块连接。

所述交流电路包括三路，塑壳断路器1Q7串联在三路交流电路上，交流接触器1KM8穿连接在三路交流电路上，第一高频滤波器串联在三路交流电路上，所述电抗器(为三相电抗器U、V、W)串联在交流电路上。

所述直流电路包括第二高频滤波器(为EMS)、隔离开关5F4、电池，所述第二高频滤波器一端与直流电容一端连接，所述第二高频滤波器另一端与隔离开关5F4一端连接，隔离开关5F4另一端与电池连接。

所述直流电路包括两路，所述第二高频滤波器串联在两路直流电路上，隔离开关5F4串联在两路直流电路上，两路直流电路一端与电池连接。

所述网侧预充电回路包括第一微型断路器1F6(为两级断路器)、接触器1KM6、第一电阻1R6、整流桥，所述整流桥一端连接交流电源，整流桥的另一端则与直流母线电容连接，所述第一微型断路器1F6、接触器1KM6、第一电阻1R6串联在整流桥一端，所述第一微型断路器1F6一端与接触器一端连接，接触器1KM6另一端与第一电阻1R6一端连接，第一电阻1R6另一端与整流桥连接。

第一微型断路器1F6用于控制回路通断与短路等故障保护、交流接触器1KM6用于控制通断，第一电阻1R6(为铝壳电阻)，原初始状态母线电容为0V短路，电阻起到限流作用，保护电路正常运行，塑壳断路器1Q7对后端电路进行控制和保护；交流接触器1KM8，控制网侧的分断；当充电完成后1Q7和1KM8得电吸合，1KM6预充电回路接触器断开。

所述直流预充电回路包括二极管5V2、直流接触器5KM2、第二电阻5R3、第二微型断路器5F3，所述第二微型断路器5F3一端与电池连接，第二微型断路器5F3的另一端第二电阻5R3连接，第二电阻5R3的另一端与直流接触器5KM2一端连接，直流接触器5KM2的另一端与二极管5V2一端连接，二极管5V2一端与直流母线电容连接。

直流侧预充电主要由以下组成：第二微型断路器5F3(采用两级断路器)用于控制和故障保护，第二电阻5R3为铝壳电阻用于限流保护，直流接触器5KM2用于控制回路通断，二极管5V2用于反向抑制，预充电原理与交流测一样；直流侧隔离开关5F4，当预充电完成后，直流接触器5KM2断开，隔离开关5F4闭合。

如图1所示，1FU4为熔断器，对该回路进行短路和过载保护；采用≤1％精度的电流传感器3CT3、3CT3.1、3CT3.2，用于实时检测网侧电流，同时采用电源小板1TV4用于检测电网电压；并将实时采集到的电压、电流信号反馈至数据处理中心，直流侧同样进行电压和电流数据的采集；通过数据处理中心来智能判断采用哪侧进行预充电。

数据处理中心根据实际电网情况进行判断，对1KM6或5KM2接触器进行强制吸合，进行预充电，当母线电压达到工作值时，停止预充进行电网或蓄电池直接供电切换。

具体实施方式：

当离网模式时，通过交流测电压、电流传感器检测网侧为无电能，测试数据处理单元执行直流侧预充电及启动模式，需通过直流侧蓄电池组作为电源，对母线及控制系统进行供电。闭合5F3并强制5KM2接触器线圈，5KM2：1-2，3-4触点得电闭合，通过第二电阻5R3进行限流充电，当达到设定充电时间2S时，数据控制器强制5F4隔离开关闭合线圈，其4组触点闭合，直接对母线进行供电，并释放5KM2接触器的强制，其触点断开，变流器正常逆变工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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

1.一种双重预充电的控制保护系统，其特征在于：包括母线、用于对母线进行预充电的网侧预充电回路、直流侧预充电回路；

所述网测预充电回路、直流侧预充电回路均并联在母线上；

2.根据权利要求1所述的一种双重预充电的控制保护系统，其特征在于：所述交流电路包括：交流电源、塑壳断路器1Q7、交流接触器1KM8、第一高频滤波器、电抗器，所述塑壳断路器1Q7一端与交流电源连接，所述塑壳断路器1Q7另一端与交流接触器1KM8一端连接，所述交流接触器1KM8另一端与第一高频滤波器一端连接，第一高频滤波器另一端连接电感器一端，所述电感器另一端与逆变器模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种双重预充电的控制保护系统，其特征在于：所述交流电路包括三路，塑壳断路器1Q7串联在三路交流电路上，交流接触器1KM8穿连接在三路交流电路上，第一高频滤波器串联在三路交流电路上，所述电抗器串联在交流电路上。

4.根据权利要求1所述的一种双重预充电的控制保护系统，其特征在于：所述直流电路包括第二高频滤波器、隔离开关5F4、电池，所述第二高频滤波器一端与直流电容一端连接，所述第二高频滤波器另一端与隔离开关5F4一端连接，隔离开关5F4另一端与电池连接。

5.根据权利要求1所述的一种双重预充电的控制保护系统，其特征在于：所述直流电路包括两路，所述第二高频滤波器串联在两路直流电路上，隔离开关5F4串联在两路直流电路上，两路直流电路一端与电池连接。

6.根据权利要求1所述的一种双重预充电的控制保护系统，其特征在于：所述网侧预充电回路包括第一微型断路1F6、接触器1KM6、第一电阻1R6、整流桥，所述整流桥一端连接交流电源，整流桥的另一端则与直流母线电容连接，所述第一微型断路器1F6、接触器1KM6、第一电阻1R6串联在整流桥一端，所述第一微型断路器一端与接触器一端连接，接触器1KM6另一端与第一电阻1R6一端连接，第一电阻1R6另一端与整流桥连接。

7.根据权利要求4所述的一种双重预充电的控制保护系统，其特征在于：所述直流预充电回路包括二极管5V2、直流接触器5KM2、第二电阻5R3、第二微型断路器5F3，所述第二微型断路器5F3一端与电池连接，第二微型断路器5F3的另一端与第二电阻5R3一端连接，第二电阻5R3的另一端与直流接触器5KM2一端连接，直流接触器5KM2的另一端与二极管5V2一端连接，二极管5V2一端与直流母线电容连接。

8.根据权利要求1所述的一种双重预充电的控制保护系统，其特征在于：所述母线上连接有多组保护电路。