CN207368905U - 一种双向变流器短路试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向变流器短路试验装置，包括依次相连的三相电网、变压器、滤波电抗器、双向变流器和电阻，所述双向变流器上并联有二极管三相整流桥，所述二极管三相整流桥的三相分别与双向变流器的三相相连，所述二极管三相整流桥输出端的正负极分别与双向变流器的正负极相连。本实用新型的双向变流器短路试验装置具有结构简单、安全可靠等优点。

Description

一种双向变流器短路试验装置

技术领域

本实用新型主要涉及轨道交通技术领域，特指一种双向变流器短路试验装置。

背景技术

随着城市轨道交通牵引供电系统的不断发展，采用双向变流器代替既有的整流器成为一种热门的发展方向，双向变流器一方面具备整流功能，给机车提供牵引电能；另一方面当车辆制动时，能够将制动产生的能量回馈到交流电网，从而实现能量的双向传送。但是由于目前地铁牵引供电系统交直流侧的电流短路保护中，一般通过短路电流的大小来设置保护条件，而如果采用PWM双向变流器作为牵引供电及逆变回馈的双向变流系统，由于PWM变流器滤波需要，改变了牵引供电回路的阻抗值，同时也改变了短路电流核算保护值，同时，又由于PWM变流器一般均采用IGBT作为开关元件，IGBT作为可控器件，在系统检测到过电流时，可通过封锁脉冲的形式快速关断，与其并联的二极管则作为短路电流的通道来承担较大的过流，这对IGBT本身是较大的损害。因此在系统直流侧发生短路时，为了满足现有的城轨供电系统继电保护逻辑，需由直流开关柜来分断短路电流以达到保护的目的。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、安全可靠的双向变流器短路试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种双向变流器短路试验装置，包括依次相连的三相电网、变压器、滤波电抗器、双向变流器和电阻，所述双向变流器上并联有二极管三相整流桥，所述二极管三相整流桥的三相分别与双向变流器的三相相连，所述二极管三相整流桥输出端的正负极分别与双向变流器的正负极相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述变压器与所述双向变流器之间串联有电抗器，所述双向变流器和电抗器串联后再与所述二极管三相整流桥并联。

所述变压器与电抗器之间串联有隔离开关。

所述双向变流器的正极通过直流开关柜与所述电阻相连；负极通过负极柜与所述电阻相连。

所述变压器通过高压开关柜与所述三相电网相连。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的双向变流器短路试验装置，在双向变流器上并联有三相整流桥，在双向变流器直流侧发生短路时，通过三相整流桥的旁通电流的作用，实现对双向变流器的保护。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图。

图中标号表示：1、三相电网；2、高压开关柜；3、变压器；4、隔离开关；5、电抗器；6、双向变流器；7、直流开关柜；8、负极柜；9、电阻；10、三相整流桥。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，本实施例的双向变流器短路试验装置，适用于DC1500V、DC750V两种制式的地铁牵引供电系统，所不同的是只需要改变变压器的档位即可；具体包括依次相连的三相电网1、变压器3、滤波电抗器5、双向变流器6和电阻9，三相电网1首先通过高压开关柜2连接到双向变压器3的原边，变压器3的次边连接到滤波电抗器L1和L2，再与双向变流器6相连；双向变流器6主要由充电接触器、交流断路器、IGBT模块和稳压电容等器件组成，双向变流器6上并联有二极管三相整流桥10，三相整流桥10的A、B、C三相分别对应连接到双向变流器6的A、B、C三相；三相整流桥10直流侧的正极与双向变流器6的正极相连，三相整流桥10直流侧的负极与双向变流器6的负极相连；双向变流器6的正极通过直流开关柜7然后连接到精密电阻9上，负极通过负极柜8与精密电阻9相连。三相整流桥10（图1中的RT1和RT2）上二极管的导通压降相比双向变流器6中功率模块NK1、NK2上反并联二极管的导通压降更低。本实用新型的双向变流器短路试验装置，在双向变流器6上并联有三相整流桥10，在双向变流器6直流侧发生短路时，通过三相整流桥10的旁通电流的作用，实现对双向变流器6的保护。

本实施例中，由于在变压器3与双向变流器6之间串联有电抗器5，双向变流器6和电抗器5串联后再与二极管三相整流桥10并联，进一步保障双向变流器6中器件在短路时的安全可靠性。

本实施例中，变压器3与电抗器5之间串联有隔离开关4，隔离开关4采用交流断路器或交流接触器等。

双向变流系统正常工作逻辑如下：

1、首先合上高压开关柜2，检测整个装置无故障的情况下，投入双向变流器6，充电接触器合闸给中间直流侧的稳压电容充电，直流侧电压到达一定数值后合上交流侧断路器QF1、QF2；

2、双向变流器6处于牵引工况工作时，此时双向变流器6稳定直流母线电压给机车提供电能，由于直流母线电压高于并联二极管三相整流桥RT1、RT2整流产生的直流母线电压，此时三相整流桥10中二极管属于反向截止状态；当双向变流器6处于逆变工况时，直流母线电压超过双向变流器6的逆变启动门槛值，列车制动产生的电能通过双向变流器6回馈到高压电网，此时并联的二极管三相整流桥RT1、RT2也属于反向截止状态，二极管三相整流桥10不工作。

3、当直流侧发生短路时，即直流开关柜7中的快速断路器接通，形成短路点；此时由于并联二极管三相整流桥RT1、RT2相比双向变流器6中IGBT功率模块NK1、NK2上反并联二极管具有更低的导通压降，且功率模块交流侧串联有三相电抗器5，因此直流侧产生的短路电流主要是通过二极管整流器流向双向变压器3，最后回到高压电网。从而起到保护IGBT功率模块的作用。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种双向变流器短路试验装置，其特征在于，包括依次相连的三相电网（1）、变压器（3）、滤波电抗器（5）、双向变流器（6）和电阻（9），所述双向变流器（6）上并联有二极管三相整流桥（10），所述二极管三相整流桥（10）的三相分别与双向变流器（6）的三相相连，所述二极管三相整流桥（10）输出端的正负极分别与双向变流器（6）的正负极相连。

2.根据权利要求1所述的双向变流器短路试验装置，其特征在于，所述变压器（3）与所述双向变流器（6）之间串联有电抗器（5），所述双向变流器（6）和电抗器（5）串联后再与所述二极管三相整流桥（10）并联。

3.根据权利要求2所述的双向变流器短路试验装置，其特征在于，所述变压器（3）与电抗器（5）之间串联有隔离开关（4）。

4.根据权利要求3所述的双向变流器短路试验装置，其特征在于，所述隔离开关（4）为交流接触器或交流断路器。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的双向变流器短路试验装置，其特征在于，所述双向变流器（6）的正极通过直流开关柜（7）与所述电阻（9）相连；负极通过负极柜（8）与所述电阻（9）相连。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的双向变流器短路试验装置，其特征在于，所述变压器（3）通过高压开关柜（2）与所述三相电网（1）相连。