用於電壓源變流器自帶線路故障檢測功能的預充裝置的製作方法
2024-03-11 10:57:15
本實用新型涉及一種預充裝置，具體涉及一種用於電壓源變流器自帶線路故障檢測功能的預充裝置及線路檢測裝置，屬於電壓源變流器技術領域。
背景技術：
電壓源變流器由於有支撐電容的存在,在主電源合閘的瞬間電容相當於對主迴路短路,因此需設置預充裝置用於在主迴路上電時限制電容的充電電流；同時有些使用電壓源變流器的特殊場合對持續供電的要求較高,當變流器負載出現故障時允許變流器保護,但當負載故障解除時要求變流器可自動快速投入運行,因此需要變流器具備主迴路故障檢測裝置，現有的預充方式主要採用開環限流的預充方式，在預充的過程中若主迴路出現故障時無法作出快速的判斷和保護。基於上述問題，本領域的技術人員不斷嘗試新的方案，但是該問題一直沒有得到很好解決。
技術實現要素：
本實用新型正是針對現有技術中存在的技術問題，提供一種用於電壓源變流器自帶線路故障檢測功能的預充裝置及線路檢測裝置，將電壓源變流器的預充功能和線路故障檢測的功能融為一體,既具備預充的功能同時也具備線路故障檢測的功能。
為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下，一種用於電壓源變流器自帶線路故障檢測功能的預充裝置，其特徵在於，所述預充裝置包括1個預充接觸器K，1個升壓變壓器T，1個限流電阻R，1個高耐壓整流橋D，1個直流電壓傳感器LEMU以及一個主控制板CPU，所述預充接觸器K的一端連接升壓變壓器T的一次側，另一端連接預充電源AC；所述升壓變壓器T二次側的其中一端連接限流電阻R，另一端連接至高耐壓整流橋的進線端；所述升壓變壓器T的一次側連接至預充接觸器K；所述限流電阻R設置在升壓變壓器二次側和高耐壓整流橋D之間，所述高耐壓整流橋D交流進線側一端連接至限流電阻R，另一端連接至升壓變壓器的二次側；所述高耐壓整流橋D的直流輸出連接至電壓源變流器的支撐電容；所述直流電壓傳感器LEMU連接至高耐壓整流橋D的正極和負極，轉換後將電壓信號連接至主控制板CPU；所述主控制板CPU用於接收電壓傳感器的電壓檢測信號，根據電壓檢測信號控制預充接觸器K的合閘與分閘，電壓源變流器的運行控制。
設置有線路故障檢測功能的預充裝置，其特徵在於，所述故障檢測裝置包括預充裝置、主電源，主開關S，電壓源變流器以及支撐電容C，預充裝置的輸入端連接預充輔助電源，輸出端與支撐電容C兩端；主電源連接至主開關S的輸入端；主開關S的輸出端連接至電壓源變流器。
用於電壓源變流器自帶線路故障檢測功能的預充裝置的預充控制方法，其特徵在於，所述方法如下：
步驟一，斷開主開關S，主控制板CPU控制預充接觸器K閉合，通過電源AC，流過預充接觸器K及限流電阻R，經過高耐壓整流橋D整流後，對支撐電容C進行充電，直至主控制板CPU檢測到支撐電容C的電壓值達到預設值；
步驟二，斷開主開關S和預充接觸器K，切除預充電裝置；
步驟三，閉合主開關S，斷開預充接觸器K，電壓源變流器接入電網，電壓源變流器投入運行狀態。
線路故障檢測裝置的檢測控制方法，其特徵在於，所述線路故障檢測控制方法分為五個步驟：
步驟一，電壓源變流器負載發生短路故障，支撐電容C電壓降低，主控制板CPU封鎖電壓源變流器的觸發脈衝，斷開主開關S，進入保護狀態；
步驟二，主控制板主控制板CPU控制預充接觸器K閉合600ms，通過電源AC，流過預充接觸器K及限流電阻R，經過高耐壓整流橋D整流後，對支撐電容C進行充電，主控制板CPU通過直流電壓傳感器LEMU檢測支撐電容C的電壓增長斜率小於0.2，則判定負載故障未解除；
步驟三，主控制板主控制板CPU控制預充接觸器K閉合600ms，通過電源AC，流過預充接觸器K及限流電阻R，經過高耐壓整流橋D整流後，對支撐電容C進行充電，主控制板CPU通過直流電壓傳感器LEMU檢測支撐電容C的電壓增長斜率大於0.2，則判定負載故障解除；
步驟四，主控制板CPU控制預充接觸器K閉合，通過電源AC，流過預充接觸器K及限流電阻R，經過高耐壓整流橋D整流後，對支撐電容C進行充電，直至主控制板CPU檢測到支撐電容C的電壓值達到預設值；
步驟五，閉合主開關S，斷開預充接觸器K，電壓源變流器接入電網，電壓源變流器投入運行狀態。
相對於現有技術，本實用新型具有如下優點，1)該技術方案整體設計巧妙、結構緊湊；2)該技術方案中的電壓源變流器預充電及線路故障檢測的裝置可以使預充功能及線路故障檢測功能合二為一，有效減少器件的數量，減小了其體積，減少了成本，降低了功耗；3)該技術方案中，由於有高耐壓整流器的存在，可以使主迴路電源與預充電源有效的隔離，避免了在預充接觸器故障粘連時主迴路電源與預充電電源短路的可能性；4)預充接觸器安裝在升壓變壓器的低壓側，因此大大減小了預充接觸器的體積，降低了成本，便於大規模的推廣應用。
附圖說明
圖1是本實用新型帶線路故障檢測功能的預充裝置電氣原理圖；
圖2是包含本實用新型所述帶線路故障檢測功能的預充裝置的電壓源變流器電路系統圖。
具體實施方式：
為了加深對本實用新型的理解，下面結合附圖對本實施例做詳細的說明。
實施例1：參見圖1，一種用於電壓源變流器自帶線路故障檢測功能的預充裝置，所述預充裝置包括1個預充接觸器K，1個升壓變壓器T，1個限流電阻R，1個高耐壓整流橋D，1個直流電壓傳感器LEMU以及一個主控制板CPU，所述預充接觸器K的一端連接升壓變壓器T的一次側，另一端連接預充電源AC；所述升壓變壓器T二次側的其中一端連接限流電阻R，另一端連接至高耐壓整流橋的進線端；所述升壓變壓器T的一次側連接至預充接觸器K；所述限流電阻R設置在升壓變壓器二次側和高耐壓整流橋D之間，所述高耐壓整流橋D交流進線側一端連接至限流電阻R，另一端連接至升壓變壓器的二次側；所述高耐壓整流橋D的直流輸出連接至電壓源變流器的支撐電容；所述直流電壓傳感器LEMU連接至高耐壓整流橋D的正極和負極，轉換後將電壓信號連接至主控制板CPU；所述主控制板CPU用於接收電壓傳感器的電壓檢測信號，根據電壓檢測信號控制預充接觸器K的合閘與分閘，電壓源變流器的運行控制。該方案中，預充接觸器K主觸點的額定電壓不低於升壓變壓器T的一次側電壓；限流電阻R的阻值為200歐姆，功率為500瓦特；升壓變壓器T的二次側電壓＝直流母線電壓/1.414；高耐壓整流橋D的耐壓值需大於2.5倍的直流母線電壓值；直流電壓傳感器LEMU的測試範圍為0～1.5倍的直流母線電壓值。
實施例2：參見圖2，設置有預充裝置的線路故障檢測裝置，所述故障檢測裝置包括預充裝置、主電源，主開關S，電壓源變流器以及支撐電容C，預充裝置的輸入端連接預充輔助電源，輸出端與支撐電容C兩端；主電源連接至主開關S的輸入端；主開關S的輸出端連接至電壓源變流器。
實施例3：參見圖1、圖2，用於電壓源變流器自帶線路故障檢測功能的預充裝置的預充控制方法，其特徵在於，所述方法如下：
步驟一，斷開主開關S，主控制板CPU控制預充接觸器K閉合，通過電源AC，流過預充接觸器K及限流電阻R，經過高耐壓整流橋D整流後，對支撐電容C進行充電，直至主控制板CPU檢測到支撐電容C的電壓值達到預設值；
步驟二，斷開主開關S和預充接觸器K，切除預充電裝置；
步驟三，閉合主開關S，斷開預充接觸器K，電壓源變流器接入電網，電壓源變流器投入運行狀態。
實施例4：參見圖2，線路故障檢測裝置的檢測控制方法，所述線路故障檢測控制方法分為五個步驟：
步驟一，電壓源變流器負載發生短路故障，支撐電容C電壓降低，主控制板CPU封鎖電壓源變流器的觸發脈衝，斷開主開關S，進入保護狀態；
步驟二，主控制板主控制板CPU控制預充接觸器K閉合600ms，通過電源AC，流過預充接觸器K及限流電阻R，經過高耐壓整流橋D整流後，對支撐電容C進行充電，主控制板CPU通過直流電壓傳感器LEMU檢測支撐電容C的電壓增長斜率小於0.2，則判定負載故障未解除；
步驟三，主控制板主控制板CPU控制預充接觸器K閉合600ms，通過電源AC，流過預充接觸器K及限流電阻R，經過高耐壓整流橋D整流後，對支撐電容C進行充電，主控制板CPU通過直流電壓傳感器LEMU檢測支撐電容C的電壓增長斜率大於0.2，則判定負載故障解除；
步驟四，主控制板CPU控制預充接觸器K閉合，通過電源AC，流過預充接觸器K及限流電阻R，經過高耐壓整流橋D整流後，對支撐電容C進行充電，直至主控制板CPU檢測到支撐電容C的電壓值達到預設值；
步驟五，閉合主開關S，斷開預充接觸器K，電壓源變流器接入電網，電壓源變流器投入運行狀態。
需要說明的是上述實施例，並非用來限定本實用新型的保護範圍，在上述技術方案的基礎上所作出的等同變換或替代均落入本實用新型權利要求所保護的範圍。