CN114035041B - 一种应用于apf/svg的继电器状态检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于APF/SVG的继电器状态检测系统和方法，其无需增加额外成本，可方便进行继电器状态检测，检测结果准确，不会造成误判，可靠性高；其包括待测继电器、接于三相电网的断路器，所述断路器依次电性连接LCL滤波模块、待测继电器、电流检测模块、逆变器、直流支撑电容；其中，所述LCL滤波模块，用于对三相交流电进行滤波；所述电流检测模块，用于检测得到提供给所述逆变器的电流；所述逆变器包括分别接于三相的IGBT单元，三相所述IGBT单元之间并联连接。
Description
技术领域
本发明涉及电能质量治理领域中有源滤波器APF及无功补偿器SVG技术，具体为一种应用于APF/SVG的继电器状态检测系统和方法。
背景技术
APF(Active Power Filter，电力有源滤波器)和SVG(Static VarGenerator，静止无功发生器)是两种常用电能质量治理装置，均采用IGBT(Insulated GateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)作为功率器件。
APF/SVG产品都有继电器装置，但是目前市场上已有的APF/SVG对继电器状态基本都不做检测，这就很容易在运行时出现故障，且若是发生故障，轻则损坏元器件，重则引起火灾，而不做检测的原因主要是技术不到位或者不想增加大量检测成本；虽然现有个别厂商的产品带继电器的检测方案，但其是在继电器两侧分别增加电压或电流采样，不仅判断依据容易受到干扰，不够清晰，容易误判，且额外增加了电压或电流采样以及驱动电路或者DSP控制芯片的成本，在市场上降低了产品竞争力。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种应用于APF/SVG的继电器状态检测系统和方法，其无需增加额外成本，可方便进行继电器状态检测，检测结果准确，不会造成误判，可靠性高。
其技术方案是这样的：一种应用于APF/SVG的继电器状态检测系统，其包括待测继电器，其特征在于：其还包括接于三相电网的断路器，所述断路器依次电性连接LCL滤波模块、待测继电器、电流检测模块、逆变器、直流支撑电容；其中，所述LCL滤波模块，用于对三相交流电进行滤波；
所述电流检测模块，用于检测得到提供给所述逆变器的电流；
所述逆变器包括分别接于三相的IGBT单元，三相所述IGBT单元之间并联连接。
其进一步特征在于：
所述直流支撑电容包括电容C1、C2；所述LCL滤波模块包括电感L1～L6、电容C3～C5；所述电流检测模块包括电流传感器IA、IB、IC；三相中A相的所述IGBT单元包括IGBT管T1～T4、二极管D1、D2；三相中B相的所述IGBT单元包括IGBT管T5～T8、二极管D3、D4；三相中C相的所述IGBT单元包括IGBT管T9～T12、二极管D5、D6；所述三相电网的三相电压UA、UB、UC与所述断路器上触点对应连接后分别与所述电感L1、L3、L5的一端连接，所述电感L1的另一端与所述电感L2、电容C3的一端均相连接，所述电感L3的另一端与所述电感L4、电容C4的一端均相连接，所述电感L5的另一端与所述电感L6、电容C5的一端均相连接，所述电感L2的另一端与所述待测继电器的主触点的第一触点的一端连接，所述电感L4的另一端与所述待测继电器的主触点的第二触点的一端连接，所述电感L6的另一端与所述待测继电器的主触点的第三触点的一端连接，所述待测继电器的主触点的第一触点两端连接有电阻R3，所述待测继电器的主触点的第二触点两端连接有电阻R2，所述待测继电器的主触点的第三触点两端连接有电阻R1，所述待测继电器的主触点的第一触点的另一端连接所述电流传感器IA的一端，所述待测继电器的主触点的第二触点的另一端连接所述电流传感器IB的一端，所述待测继电器的主触点的第三触点的另一端连接所述电流传感器IC的一端，所述IGBT管T1、T5、T9的集电极与所述电容C1的一端均相连接，所述IGBT管T4、T8、T12的发射极与所述电容C2的一端均相连接，所述IGBT管T1的发射极与所述IGBT管T2的集电极、二极管D1的负极均相连接，所述IGBT管T2的发射极与所述IGBT管T3的集电极、电流传感器IA的另一端均相连接，所述IGBT管T3的发射极与所述二极管D2的正极、IGBT管T4的集电极均相连接；所述IGBT管T5的发射极与所述IGBT管T6的集电极、二极管D3的负极均相连接，所述IGBT管T6的发射极与所述IGBT管T7的集电极、电流传感器IB的另一端均相连接，所述IGBT管T7的发射极与所述二极管D4的正极、IGBT管T8的集电极均相连接；所述IGBT管T9的发射极与所述IGBT管T10的集电极、二极管D5的负极均相连接，所述IGBT管T10的发射极与所述IGBT管T11的集电极、电流传感器IC的另一端均相连接，所述IGBT管T11的发射极与所述二极管D6的正极、IGBT管T12的集电极均相连接；所述二极管D1的正极与所述二极管D2的负极相连后接于三相电网的N端，所述二极管D3的正极与所述二极管D4的负极相连后接于三相电网的N端，所述二极管D5的正极与所述二极管D6的负极相连后接于三相电网的N端，所述电容C1的另一端与所述电容C2的另一端相连后接于三相电网的N端，所述电容C3～C5的另一端相连后接于三相电网的N端；
一种应用于APF/SVG的继电器状态检测方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、上电启动检测系统，给直流支撑电容整流充电，直至待测继电器闭合；
S2、当所述待测继电器闭合后，三相中任选一相IGBT单元中的两个IGBT管处于关断状态，给另外两个IGBT管提供脉冲驱动信号；
S3、通过电流检测模块检测得到该相的电流，若电流大于一定值，则所述待测继电器确实为闭合状态，若电流小于一定值，则所述待测继电器为未闭合状态。
进一步地，在所述步骤S2中，脉冲驱动信号的占空比不大于0.5。
本发明的有益效果是，其在待测继电器处于闭合后进行检测继电器是否真正闭合，通过将电流检测模块检测得到的直流电流数值与一定值比较，即可明显判断继电器的状态，检测结果准确，分界清晰明显，不会造成误判，也没有增加任何成本，应用型强，可靠性高。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图2是本发明实施例中待测继电器等效简化电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种应用于APF/SVG的继电器状态检测系统，其包括待测继电器RLY、接于三相电网的断路器QF，断路器QF依次电性连接LCL滤波模块、待测继电器RLY、电流检测模块、逆变器、直流支撑电容；其中，LCL滤波模块，用于对三相交流电进行滤波；
电流检测模块，用于检测得到提供给逆变器的电流；
逆变器包括分别接于三相的IGBT单元，三相IGBT单元之间并联连接。
直流支撑电容包括电容C1、C2；LCL滤波模块包括电感L1～L6、电容C3～C5；电流检测模块包括电流传感器IA、IB、IC；三相中A相的IGBT单元包括IGBT管T1～T4、二极管D1、D2；三相中B相的IGBT单元包括IGBT管T5～T8、二极管D3、D4；三相中C相的IGBT单元包括IGBT管T9～T12、二极管D5、D6；IGBT管T1～T12的门极可接现有的控制器，以提供脉冲驱动信号；三相电网的三相电压UA、UB、UC与断路器QF上触点对应连接后分别与电感L1、L3、L5的一端连接，电感L1的另一端与电感L2、电容C3的一端均相连接，电感L3的另一端与电感L4、电容C4的一端均相连接，电感L5的另一端与电感L6、电容C5的一端均相连接，电感L2的另一端与待测继电器RLY的主触点的第一触点的一端连接，电感L4的另一端与待测继电器RLY的主触点的第二触点的一端连接，电感L6的另一端与待测继电器RLY的主触点的第三触点的一端连接，待测继电器RLY的主触点的第一触点两端连接有电阻R3，待测继电器RLY的主触点的第二触点两端连接有电阻R2，待测继电器RLY的主触点的第三触点两端连接有电阻R1，待测继电器RLY的主触点的第一触点的另一端连接电流传感器IA的一端，待测继电器RLY的主触点的第二触点的另一端连接电流传感器IB的一端，待测继电器RLY的主触点的第三触点的另一端连接电流传感器IC的一端，IGBT管T1、T5、T9的集电极与电容C1的一端均相连接，IGBT管T4、T8、T12的发射极与电容C2的一端均相连接，IGBT管T1的发射极与IGBT管T2的集电极、二极管D1的负极均相连接，IGBT管T2的发射极与IGBT管T3的集电极、电流传感器IA的另一端均相连接，IGBT管T3的发射极与二极管D2的正极、IGBT管T4的集电极均相连接；IGBT管T5的发射极与IGBT管T6的集电极、二极管D3的负极均相连接，IGBT管T6的发射极与IGBT管T7的集电极、电流传感器IB的另一端均相连接，IGBT管T7的发射极与二极管D4的正极、IGBT管T8的集电极均相连接；IGBT管T9的发射极与IGBT管T10的集电极、二极管D5的负极均相连接，IGBT管T10的发射极与IGBT管T11的集电极、电流传感器IC的另一端均相连接，IGBT管T11的发射极与二极管D6的正极、IGBT管T12的集电极均相连接；二极管D1的正极与二极管D2的负极相连后接于三相电网的N端，二极管D3的正极与二极管D4的负极相连后接于三相电网的N端，二极管D5的正极与二极管D6的负极相连后接于三相电网的N端，电容C1的另一端与电容C2的另一端相连后接于三相电网的N端，电容C3～C5的另一端相连后接于三相电网的N端。
一种应用于APF/SVG的继电器状态检测方法，其包括以下步骤：
S1、上电启动检测系统，给直流支撑电容整流充电，直至待测继电器RLY闭合；
S2、当待测继电器RLY闭合后，三相中任选一相IGBT单元中上部的两个IGBT管处于关断状态，给下部的另外两个IGBT管提供占空比不大于0.5的脉冲驱动信号；
S3、通过电流检测模块检测得到该相的电流，若电流大于一定值，则表明升压电路正常工作，待测继电器RLY确实为闭合状态，若电流小于一定值，则表明升压电路未正常工作，升压电路被继电器切断，所述待测继电器为未闭合状态。
本发明应用于APF/SVG产品，并不增加任何成本，利用已有电路进行检测判断，使系统功能及可靠性都得到了极大的提高，具体地，本发明的工作原理是：三相电网连接断路器QF，随后通过LCL滤波模块接到待测继电器RLY，待测继电器RLY依次连接电流检测模块、逆变器、直流支撑电容，并联于待测继电器RLY的三个触点上的电阻R1、R2、R3为上电缓冲作用，当断路器QF闭合时，三相电网通过并联于待测继电器RLY上的电阻给电容C1、C2整流充电，当充电到一定电压值时，待测继电器RLY闭合，此时产品可以进入正常工作状态，随后在常规启动过程中，实际中，三相电路，任何一相都可以实施检测功能，本实施例以三相中A相的IGBT单元举例说明：如图2所示，当待测继电器RLY闭合后，使IGBT管T1、T2(IGBT管T1、T2视作二极管)处于off状态，给IGBT管T3、T4(IGBT管T3、T4视作开关管)20kHz左右的驱动信号，这时整个系统被看作Boost升压电路，由A相电压UA、电感L1、L2构成Boost电路的输入源和电感，电容C1、C2端的电压为直流母线BUS电压即输出电压，待测继电器RLY和电阻R3构成导线，电流传感器IA置于待测继电器RLY之后，IGBT管T3、T4构成Boost电路的开关管，IGBT管T1、T2的体二极管构成Boost电路的二极管，电容C1、C2构成Boost电路的输出电容，这样系统就工作于Boost状态；如果Boost升压电路正常工作，待测继电器RLY确实为闭合，此时电流传感器IA检测得到的电流值明显远大于一定值(比如20A)；如果Boost升压电路未正常工作，待测继电器RLY没有闭合，此时电流传感器IA检测得到的电流值明显小于一定值(比如2A)，因为此时直流电流通过电阻R3被限流，所以电流极小，则通过此逻辑可以明显判断待测继电器RLY的状态，分界清晰明显，不会造成误判，也没有增加任何成本，所以应用型强，可靠性高。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种应用于APF/SVG的继电器状态检测方法，其特征在于：其采用的一种应用于APF/SVG的继电器状态检测系统包括待测继电器、接于三相电网的断路器，所述断路器依次电性连接LCL滤波模块、待测继电器、电流检测模块、逆变器、直流支撑电容；其中，所述LCL滤波模块，用于对三相交流电进行滤波；所述电流检测模块，用于检测得到提供给所述逆变器的电流；
所述逆变器包括分别接于三相的IGBT单元，三相所述IGBT单元之间并联连接；所述直流支撑电容包括电容C1、C2；所述LCL滤波模块包括电感L1～L6、电容C3～C5；所述电流检测模块包括电流传感器IA、IB、IC；三相中A相的所述IGBT单元包括IGBT管T1～T4、二极管D1、D2；三相中B相的所述IGBT单元包括IGBT管T5～T8、二极管D3、D4；三相中C相的所述IGBT单元包括IGBT管T9～T12、二极管D5、D6；所述三相电网的三相电压UA、UB、UC与所述断路器上触点对应连接后分别与所述电感L1、L3、L5的一端连接，所述电感L1的另一端与所述电感L2、电容C3的一端均相连接，所述电感L3的另一端与所述电感L4、电容C4的一端均相连接，所述电感L5的另一端与所述电感L6、电容C5的一端均相连接，所述电感L2的另一端与所述待测继电器的主触点的第一触点的一端连接，所述电感L4的另一端与所述待测继电器的主触点的第二触点的一端连接，所述电感L6的另一端与所述待测继电器的主触点的第三触点的一端连接，所述待测继电器的主触点的第一触点两端连接有电阻R3，所述待测继电器的主触点的第二触点两端连接有电阻R2，所述待测继电器的主触点的第三触点两端连接有电阻R1，所述待测继电器的主触点的第一触点的另一端连接所述电流传感器IA的一端，所述待测继电器的主触点的第二触点的另一端连接所述电流传感器IB的一端，所述待测继电器的主触点的第三触点的另一端连接所述电流传感器IC的一端，所述IGBT管T1、T5、T9的集电极与所述电容C1的一端均相连接，所述IGBT管T4、T8、T12的发射极与所述电容C2的一端均相连接，所述IGBT管T1的发射极与所述IGBT管T2的集电极、二极管D1的负极均相连接，所述IGBT管T2的发射极与所述IGBT管T3的集电极、电流传感器IA的另一端均相连接，所述IGBT管T3的发射极与所述二极管D2的正极、IGBT管T4的集电极均相连接；所述IGBT管T5的发射极与所述IGBT管T6的集电极、二极管D3的负极均相连接，所述IGBT管T6的发射极与所述IGBT管T7的集电极、电流传感器IB的另一端均相连接，所述IGBT管T7的发射极与所述二极管D4的正极、IGBT管T8的集电极均相连接；所述IGBT管T9的发射极与所述IGBT管T10的集电极、二极管D5的负极均相连接，所述IGBT管T10的发射极与所述IGBT管T11的集电极、电流传感器IC的另一端均相连接，所述IGBT管T11的发射极与所述二极管D6的正极、IGBT管T12的集电极均相连接；所述二极管D1的正极与所述二极管D2的负极相连后接于三相电网的N端，所述二极管D3的正极与所述二极管D4的负极相连后接于三相电网的N端，所述二极管D5的正极与所述二极管D6的负极相连后接于三相电网的N端，所述电容C1的另一端与所述电容C2的另一端相连后接于三相电网的N端，所述电容C3～C5的另一端相连后接于三相电网的N端；
所述检测方法包括以下步骤：
S1、上电启动检测系统，给直流支撑电容整流充电，直至待测继电器闭合；
S2、当所述待测继电器闭合后，三相中任选一相IGBT单元中的两个IGBT管处于关断状态，给另外两个IGBT管提供脉冲驱动信号；
S3、通过电流检测模块检测得到该相的电流，若电流大于一定值，则所述待测继电器确实为闭合状态，若电流小于一定值，则所述待测继电器为未闭合状态；
在所述步骤S2中，脉冲驱动信号的占空比不大于0.5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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