CN204615639U - 软启电路及电力设备电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种软启电路及电力设备电路，所述软启电路的两端分别连接于三相电路主开关的两端，所述软启电路包括依次串联连接的第一软启开关、软启电阻和第二软启开关，及控制第一软启开关和第二软启开关同时断开或闭合的控制组件。本实用新型实施例通过设置依次串联连接的第一软启开关、软启电阻和第二软启开关的技术手段，从而避免现有软启电路的设计缺陷导致的起火风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种软启电路及电力设备电路。
背景技术
在电力设备中，为了防止直流母线电容电压突变、避免上电瞬间过大的冲击电流，常在电力设备电路中配置软启电路。如图1所示，为现有的具有软启电路的电力设备电路结构图，包括三相电网输入端LA、LB和LC、软启电路、与软启电路并联连接的主开关K1、滤波电路、功率变换单元，及连接在功率变换单元正负直流母线上的直流母线电容C1。其中，软启电路包括串联连接的软启开关K2和软启电阻R1。
软启电路的工作原理为：上电工作时，电力设备电路的控制器发送控制信号给软启电路的软启开关K2使其闭合，电网电流通过软启电路、滤波电路、功率变换单元后为直流母线电容C1充电；在软启电路工作之后，所述控制器在一定时间内（如3s）内检测正负直流母线之间的母线电压Vdc1是否达到要求，如达到要求，控制器发送控制信号给软启开关K2、主开关K1，使主开关K1先闭合、然后软启开关K2断开，电力设备开始正常工作。假如电力设备发生故障，电力设备的控制器将会发送控制信号控制电力设备中的所有开关（包括软启电路的软启开关K2和主开关K1）都会断开。
但是，如果软启开关K2后端（a1、b1和c1）有两相或三相短路，将会有很大的电流流过软启开关K2而使其失效，如软启开关K2主触点烧结或者由于软启开关K2内部故障导致主触点不能脱开。此时，即使控制器发送控制信号给软启开关K2，软启开关K2也不能断开。在这种情形下，电网电压将在软启开关K2、软启电阻R1以及滤波电路之间形成一通路，即软启电阻R1上将存在一持续电流，而且该持续电流会导致软启电阻R1的发热功率远大于其自身的额定功率，从而易引起软启电阻R1起火燃烧，并可能因此造成整台电力设备起火燃烧。
实用新型内容
本实用新型实施例所要解决的技术问题在于，提供一种软启电路及电力设备电路，以避免现有软启电路的设计缺陷导致的起火风险。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种软启电路，所述软启电路的两端分别连接于三相电路主开关的两端，所述软启电路包括依次串联连接的第一软启开关、软启电阻和第二软启开关，及控制第一软启开关和第二软启开关同时断开或闭合的控制组件。
进一步地，所述控制组件包括串联连接的控制开关和电源，控制所述控制开关断开或闭合的控制器，及分别并联连接于控制开关和电源组成的串联电路两端的第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈通电或断电时分别控制第一软启开关和第二软启开关的闭合或断开。
进一步地，所述软启电路还包括连接于正负直流母线之间并检测正负直流母线之间的母线电压的电压计，控制器连接于电压计并在电压计检测到所示母线电压等于或大于预定值时控制所述控制开关断开，以控制第一软启开关和第二软启开关同时断开。
进一步地，所述三相电路主开关为可控开关，包括接触器或断路器。
此外，本实用新型实施例还提供了一种电力设备电路，包括输入端设有如上所述的软启电路和所述三相电路主开关的三相电路，设于所述三相电路输出端的滤波电路，功率变换电路及连接在功率变换电路的正负直流母线上的直流母线电容。
进一步地，所述滤波电路为LCL滤波电路，对应的三相电容呈星形连接或三角形连接。
进一步地，所述滤波电路为LC滤波电路，对应的三相电容呈星形连接或三角形连接。
本实用新型实施例通过设置依次串联连接的第一软启开关、软启电阻和第二软启开关的技术手段，从而避免现有软启电路的设计缺陷导致的起火风险。
附图说明
图1是为现有的具有软启电路的电力设备电路结构图。
图2是本实用新型一实施例的具有软启电路的电力设备电路结构图。
图3是本实用新型另一实施例的具有软启电路的电力设备电路结构图。
图4是本实用新型又一实施例的具有软启电路的电力设备电路结构图。
图5是本实用新型再一实施例的具有软启电路的电力设备电路结构图。
图6是本实用新型一实施例的LCL滤波电路结构示意图。
图7是本实用新型另一实施例的LCL滤波电路结构示意图。
图8是本实用新型一实施例的LC滤波电路结构示意图。
图9是本实用新型另一实施例的LC滤波电路结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
请参照图2，本实用新型实施例的电力设备电路包括输入端设有软启电路和三相电路主开关K3的三相电路L1、L2和L3，设于所述三相电路输出端的滤波电路，功率变换电路及连接在功率变换电路的正负直流母线上的直流母线电容C2。
所述软启电路的两端分别连接于三相电路主开关K3的两端，所述三相电路主开关K3为可控开关，包括接触器、断路器等，本实施例以由线圈控制吸合、断开的接触器为例进行说明。所述软启电路包括依次串联连接的第一软启开关K4、软启电阻R2和第二软启开关K5，及控制第一软启开关K4和第二软启开关K5同时断开或闭合的控制组件。作为一种实施方式，所述控制组件包括串联连接的控制开关K6和电源，控制所述控制开关K6断开或闭合的控制器，及分别并联连接于控制开关K6和电源组成的串联电路两端的第一线圈A1和第二线圈A2，第一线圈A1和第二线圈A2通电或断电时分别控制第一软启开关K4和第二软启开关K5的闭合或断开。优选地，所述控制器还同时连接并控制三相电路主开关K3的断开和闭合。需说明的是，第一线圈A1和第二线圈A2并联而不是串联连接于控制开关K6和电源组成的串联电路两端，可以分别独立控制，即使其中一个线圈失效，也不影响另一个对电路的正常控制。
所述软启电路还包括连接于正负直流母线之间并检测正负母线之间的母线电压的电压计(图未示出)，控制器连接于电压计并在电压计检测到所示母线电压等于或大于预定值时控制所述控制开关K6断开，以控制第一软启开关K4和第二软启开关K5同时断开。优选地，所述第一软启开关K4、软启电阻R2、第二软启开关K5、第一线圈A1和第二线圈A2均为与三相电路对应的三相式结构。
本实用新型实施例的软启电路工作过程为：控制器发出指令使三相电路主开关K3断开后，发出指令使控制开关K6闭合，进而使第一线圈A1和第二线圈A2同时通电，以使第一软启开关K4和第二软启开关K5同时闭合；在电压计检测到所示母线电压等于或大于预定值时控制所述控制开关K6断开，控制器发出指令使三相电路主开关K3闭合，并发出指令使控制开关K6断开，进而使第一线圈A1和第二线圈A2同时断电，以使第一软启开关K4和第二软启开关K5同时断开。综上，第一软启开关K4和第二软启开关K5是同时驱动的，即同时导通或同时断开。如果第一软启开关K4后端（a2，b2和c2）有两相或三相短路发生而导致其失效的情况下，仍然可控制第二软启开关K5断开而切断软启电阻R2上的电流，从而确保软启电阻R2的安全。
为解决本实用新型所提出的技术问题，发明人曾设计了如图3所示的设置熔丝的技术方案，其基本思路是第三软启开关K7烧结失效，电流将会持续流过熔丝FU1从而使其熔断。当在第三软启开关K7闭合瞬间，由于电容C3上电压为0，故存在一个很大的启动冲击电流，从熔丝FU1角度看，需要选择能耐受冲击电流的慢熔以防在冲击时熔丝FU1熔断；在软启完成后，假如第三软启开关K7烧结失效，由于滤波电路的存在，故在熔丝FU1上会流过一持续电流，且软启电阻R3不能太大，通常为几个欧姆（太大会导致其上面分压大而导致软启时母线电压偏低），故电流会较大，故通过要求熔丝FU1在10秒至几十秒内需要熔断以防护软启电阻R3不会损坏，这从熔丝FU1熔断特性上看，需要选择快熔；明显可见，在软启启动时和软启完成时对熔丝FU1的特性曲线的要求是矛盾的，故这种方案实际上不能在第三软启开关K7烧结失效时有效保护软启电阻R3。
发明人也曾设计了如图4和图5所示的技术方案，即软启开关设置于软启电阻的同一端而不是如图2所示的分布于软启电阻的两端，图4中如果第五软启开关K9后端（a3，b3和c3）有两相或三相短路发生，则第四软启开关K8和第五软启开关K9均会损坏而不能进行有效控制，从而失去了保护软启电阻R4的意义；图5中如果软启电阻K10的后端（a4，b4和c4）有两相或三相短路发生，则第六软启开关K10和第七软启开关K11均不会损坏，但软启电阻R5由于短路导致其上有大电流而直接导致损坏，从而失去了保护软启电阻R5的意义。
作为一种实施方式，所述滤波电路为LCL滤波电路，对应的三相电容呈如图6所示星形连接或如图7所示三角形连接。
作为一种实施方式，所述滤波电路为LC滤波电路，对应的三相电容呈如图8所示的星形连接或如图9所示三角形连接。
作为一种实施方式，所述功率变换电路为由功率器件（IGBT、MOSFET等）构成的三相桥式电路。
以上所述是本实用新型的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种软启电路，所述软启电路的两端分别连接于三相电路主开关的两端，其特征在于，所述软启电路包括依次串联连接的第一软启开关、软启电阻和第二软启开关，及控制第一软启开关和第二软启开关同时断开或闭合的控制组件。
2.如权利要求1所述的软启电路，其特征在于，所述控制组件包括串联连接的控制开关和电源，控制所述控制开关断开或闭合的控制器，及分别并联连接于控制开关和电源组成的串联电路两端的第一线圈和第二线圈，第一线圈和第二线圈通电或断电时分别控制第一软启开关和第二软启开关的闭合或断开。
3.如权利要求2所述的软启电路，其特征在于，所述软启电路还包括连接于正负直流母线之间并检测正负直流母线之间的母线电压的电压计，控制器连接于电压计并在电压计检测到所示母线电压等于或大于预定值时控制所述控制开关断开，以控制第一软启开关和第二软启开关同时断开。
4.如权利要求1所述的软启电路，其特征在于，所述三相电路主开关为可控开关，包括接触器或断路器。
5.一种电力设备电路，其特征在于，所述电力设备电路包括输入端设有如权利要求1至4中任一项所述的软启电路和所述三相电路主开关的三相电路，设于所述三相电路输出端的滤波电路，功率变换电路及连接在功率变换电路的正负直流母线上的直流母线电容。
6.如权利要求5所述的电力设备电路，其特征在于，所述滤波电路为LCL滤波电路，对应的三相电容呈星形连接或三角形连接。
7.如权利要求5所述的电力设备电路，其特征在于，所述滤波电路为LC滤波电路，对应的三相电容呈星形连接或三角形连接。
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