CN218727918U - 断线检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种在电力电子设备中检测断线的断线检测装置，包括：包含有半导体开关元件的桥式整流电路，对所述桥式整流电路中各相的相电流进行检测的电流传感器；以及控制部，所述控制部在所述电力电子设备运行前按相逐个给所述半导体开关元件短时激励，并根据所述电流传感器的检测结果控制所述半导体开关元件的导通和断开。本实用新型利用电力电子设备中的全控型器件，采用主动发脉冲的方式，自查断线故障，不过分依赖外部运行环境，准确率高。另外，通过控制电力电子全控型器件的开关组合，理论上可应用于全系列电力电子设备中的CT断线判断。
Description
技术领域
本实用新型涉及断线检测装置，尤其涉及一种在全控型电力电子设备中利用电流传感器检测断线的装置。
背景技术
当前在全控型电力电子设备中，主流的断线检测装置大多应用于运行中的设备发生单相断线、两相断线、三相断线故障。通过分析检测到的三相电流的相位、频率、大小等信息判断当前系统是否发生断线故障。
现有技术文献1提供了“一种模拟量输入式合并单元保护电流互感器断线检测方法”，通过对比保护电流和测量电流，判断是否断线。若保护电流有流，无论测量电流是否有流，都判定合并单元内部保护电流互感器未发生断线；若保护电流无流且测量电流无流，则判定合并单元内部保护电流互感器未发生断线；若保护电流无流且测量电流有流，则判断合并单元内部保护电流互感器发生断线。
现有技术文献2提供了“一种电流互感器二次侧断线检测方法及装置”，通过判断检测值是否线性变化判断是否断线。连续调整所述数字电位器阻抗值；获取所述ADC采样芯片的检测电压值；判断所述ADC采样芯片的所述检测电压值是否随所述数字电位器线性变化；当所述ADC采样芯片的所述检测电压值随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻未断线；当所述ADC采样芯片的所述检测电压值未随所述数字电位器线性变化时，判定所述集成采样电阻断线。
现有技术文献3提供了“一种基于序电流比相的CT断线检测方法、系统及介质”，同时采样三相电流进行断线判断。1)分别获取线路A、B、C三相的正序电流、负序电流和正序电流；2)针对线路A、B、C三相中的任意一相，判断正序电流与负序电流的相位差位于第一预设角度范围内、负序电流与零序电流的相位差位于第二预设角度范围内是否成立，如果同时成立则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为真，否则判定该相CT断线状态的辅助判据结果为假；3)将各相CT断线状态的辅助判据结果进行或运算得到线路CT断线的辅助判据结果，如果线路CT断线的辅助判据结果为真，则表示线路发生CT断线。
本实用新型针对电力电子设备，尤其是三相全桥全控型电力电子设备，包括由此衍生的APF设备(Active power filter，有源电力滤波器)、SVG设备(Static VarGenerator，静止无功补偿器)、储能变流器、光伏变流器、风电变流器、变频器等设备，在设备运行前按相逐个给全控电力电子器件短时激励，分析对应相的电流传感器CT采样输入CPU的电流值，若有电流值则设备或系统未发生断线，若无电流值则设备或系统存在断线故障。本实用新型可以设计成电力电子设备每次开机上电后启动前的自检功能。
现有技术文献1：CN202011420221.6
现有技术文献2：CN202110126767.9
现有技术文献3：CN202010461442.1
实用新型内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种新的断线检测装置。
根据本实用新型的第一方面的在电力电子设备中检测断线的断线检测装置，其特征在于，包括：包含有半导体开关元件的桥式整流电路，对所述桥式整流电路中各相的相电流进行检测的电流传感器；以及控制部，所述控制部在所述电力电子设备运行前按相逐个给所述半导体开关元件短时激励，并根据所述电流传感器的检测结果控制所述半导体开关元件的导通和断开。
根据本实用新型的第二方面的断线检测装置，所述桥式整流电路包含于整流器中。
根据本实用新型的第三方面的断线检测装置，所述桥式整流电路包含于逆变器中。
根据本实用新型的第四方面的断线检测装置，所述桥式整流电路是三相三线全桥型整流电路。
根据本实用新型的第五方面的断线检测装置，所述桥式整流电路是三相四线全桥型整流电路。
本实用新型利用电力电子设备中的全控型器件，采用主动发脉冲的方式，自查断线故障，不过分依赖外部运行环境，准确率高。另外，通过控制电力电子全控型器件的开关组合，理论上可应用于全系列电力电子设备中的CT断线判断。
附图说明
图1是示出断线检测装置的结构图。
图2是示出本实用新型的断线检测装置应用于三相四线全桥型整流器时的电流通路图。
图3是示出本实用新型的断线检测装置应用于三相三线全桥型整流器时的电流通路图。
具体实施方式
下面，为了更详细地说明本实用新型，根据附图，对用于实施本实用新型的方式进行说明。附图中，相同或相应的附图标记用来表示相同或相应的技术特征。
图1是示出断线检测装置的结构图。如图1所示，本实用新型的断线检测装置100应用于电力电子设备中，对电力电子设备中的整流器或者逆变器1中的断线进行检测。具体而言，用于对整流器或者逆变器1中的桥式整流电路中各相的断路情况进行检测。断线检测装置100包括包含有桥式整流电路的整流器或者逆变器1。桥式整流电路由包括半导体开关元件、电感等元件在内的电路器件所构成。下面还将结合图2和图3对本实用新型的桥式整流电路进行进一步说明。
断线检测装置100还包括电流传感器2，用于对桥式整流电路中各相的相电流进行检测。电流传感器2所测得的电流值将被提供给CPU控制单元3。该CPU控制单元3在电力电子设备运行前按相逐个给整流器或者逆变器1中的半导体开关元件短时激励，并根据电流传感器2的检测结果控制上述半导体开关元件的导通和断开。CPU控制单元3按照预定算法向整流器或者逆变器1中的半导体开关元件输出电力电子开关器件控制信号，开通或关断对应的半导体开关器件。在此基础上，CPU控制单元3通过电流传感器2读到的电流值即可判断当前线路是否发生断线。
图2是示出本实用新型的断线检测装置应用于三相四线全桥型整流器时的电流通路图。
如图所示，首先确保电力电子设备主电路接线完备，CPU控制单元3已正常上电。通过预定程序，给半导体开关元件T1(电力电子全控器件)提供短时导通信号，正常情况下电流传感器2的CT1将有电容充放电电流流过(箭头环线所示)，CPU控制单元3读到此电流则线路正常。若CPU控制单元3读到的电流为0，则对应A相的电流传感器2的CT1或一次侧线路发生断线故障。
同样地，给T3短时导通信号，正常情况下电流传感器2的CT2将有电容充放电电流流过，CPU控制单元3读到此电流则线路正常。若CPU控制单元3读到电流为0，则对应B相电流传感器2的CT2或一次侧线路发生断线故障。
给T5短时导通信号，正常情况下电流传感器2的CT3将有电容充放电电流流过，CPU控制单元3读到此电流则线路正常。若CPU控制单元3读到电流为0，则对应C相电流传感器2的CT3或一次侧线路发生断线故障。
当然，如本领域普通技术人员所能够理解地，T1导通可替换为T2导通，用以判断CT1的断线。T3导通可替换为T4导通，用以判断CT2的断线。T5导通可替换为T6导通，用以判断CT3的断线。
图3是示出本实用新型的断线检测装置应用于三相三线全桥型整流器时的电流通路图。
如图所示，首先确保电力电子设备主电路接线完备，CPU控制单元3已正常上电。通过预定程序，给半导体开关元件T1、T4(电力电子全控器件)提供短时导通信号，正常情况下电流传感器2的CT1、CT2将有电容充放电电流流过(箭头环线所示)，CPU控制单元3读到此电流则线路正常。若CPU控制单元3读到的电流为0，则对应A、B相的电流传感器2的CT1、CT2或一次侧线路发生断线故障。
同样地，给T1、T6短时导通信号，正常情况下电流传感器2的CT1、CT3将有电容充放电电流流过，CPU控制单元3读到此电流则线路正常。若CPU控制单元3读到电流为0，则对应A、C相电流传感器2的CT1、CT3或一次侧线路发生断线故障。
给T3、T6短时导通信号，正常情况下电流传感器2的CT2、CT3将有电容充放电电流流过，CPU控制单元3读到此电流则线路正常。若CPU控制单元3读到电流为0，则对应B、C相电流传感器2的CT2、CT3或一次侧线路发生断线故障。
当然，如本领域普通技术人员所能够理解地，T1，T4导通可替换为T2，T3导通，用以判断CT1，CT2断线。T1，T6导通可替换为T2，T5导通，用以判断CT1，CT3断线。T3，T6导通可替换为T4，T5导通，用以判断CT2，CT3断线。
应当注意的是，本实用新型的说明中，虽然以三相四线全桥型整流器和三相三线全桥型整流器为例进行了说明，但适用对象包括但不限于三相四线两电平全控整流器/逆变器，三相三线两电平全控整流器/逆变器，三相四线三电平全控整流器/逆变器，三相三线三电平全控整流器/逆变器等。
Claims (5)
1.一种断线检测装置，用于在电力电子设备中检测断线，其特征在于，所述断线检测装置包括：
包含有半导体开关元件的桥式整流电路，
对所述桥式整流电路中各相的相电流进行检测的电流传感器；以及
控制部，所述控制部在所述电力电子设备运行前按相逐个给所述半导体开关元件短时激励，并根据所述电流传感器的检测结果控制所述半导体开关元件的导通和断开。
2.如权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，
所述桥式整流电路包含于整流器中。
3.如权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，
所述桥式整流电路包含于逆变器中。
4.如权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，
所述桥式整流电路是三相三线全桥型整流电路。
5.如权利要求1所述的断线检测装置，其特征在于，
所述桥式整流电路是三相四线全桥型整流电路。
Priority Applications (1)
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| CN202221971966.6U CN218727918U (zh) | 2022-07-21 | 2022-07-21 | 断线检测装置 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202221971966.6U Active CN218727918U (zh) | 2022-07-21 | 2022-07-21 | 断线检测装置 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN218727918U (zh) |
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2022
- 2022-07-21 CN CN202221971966.6U patent/CN218727918U/zh active Active
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