[發明專利]消弧接地裝置

有效

• 申請號: 201210172513.1
• 申請日: 2012-05-29
• 公開（公告）號: CN102684182A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 姜新宇;石磊;湯旭
• 申請（專利權）人: 廣州智光電氣股份有限公司
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 王茹;胡杰

1.一種消弧接地裝置，其特征在于，包括電抗器、換流鏈、移相變壓器、主控制器、電壓互感器和電流互感器，

所述換流鏈的第一輸出端通過所述電抗器接電網中性點，第二輸出端通過所述電流互感器的原邊接地，各個輸入端分別接所述移相變壓器對應的副邊繞組，所述移相變壓器的原邊繞組與380V電源相連，原邊繞組及引出線與副邊繞組及引出線之間填充絕緣層，所述主控制器分別接所述電壓互感器和電流互感器的副邊，所述電壓互感器的原邊，一端接電網中性點，一端接地；

所述換流鏈包括1個或1個以上的功率單元體，各個所述功率單元體的兩個輸出端依次串聯，串聯后懸空的兩個輸出端作為所述換流鏈的所述第一輸出端和所述第二輸出端，各個所述功率單元體的輸入端分別接所述移相變壓器對應的副邊繞組；

所述功率單元體包括旁路接觸器、逆變電路、直流支撐電容、整流電路和單元控制器，所述旁路接觸器的兩端作為本功率單元體的兩個輸出端，并與所述逆變電路的交流側并聯，所述逆變電路的直流側、所述直流支撐電容和所述整流電路的直流側并聯，所述整流電路的交流側作為本功率單元體的輸入端與所述移相變壓器對應的副邊繞組相連，所述單元控制器分別接所述逆變電路及所述直流支撐電容的兩端，并通過光纖與所述主控制器相連；

所述主控制器用于通過所述電壓互感器獲取電網中性點的電壓，當電網中性點電壓超過參考電壓時，判定電網發生單相接地故障，根據電網中性點電壓計算此時的電網電容電流和所述換流鏈中每個功率單元體待輸出的電壓，將待輸出的電壓及所述單元控制器上傳的直流電壓轉化為所述逆變電路的動作信號，并下發至所述單元控制器，所述單元控制器用于將所述直流支撐電容兩端的直流電壓上傳至所述主控制器，并按照所述主控制器下發的所述動作信號驅動所述逆變電路，控制所述功率單元體的輸出電壓，所述主控制器還用于通過所述電流互感器獲取本消弧接地裝置實際輸出的補償電流，根據實際輸出的補償電流調整所述功率單元體輸出的電壓，使本消弧接地裝置實際輸出的補償電流與電網電容電流大小相等、相位相反；

所述主控制器按照下式計算每個所述功率單元體待輸出的電壓U_Cello：

UCello=UnN(1-4π2f2LCs)]]>

上式中，U_n表示電網中性點電壓，N表示所述功率單元體的個數，具體取值與電網電壓等級、所述逆變電路和所述整流電路的耐壓水平相適應，f表示電網頻率，L表示所述電抗器的電感值，C_s表示電網電容；

每個所述功率單元體待輸出的電壓的相位與電網中性點電壓的相位相等。

2.根據權利要求1所述的消弧接地裝置，其特征在于，所述單元控制器還與所述旁路接觸器相連，所述單元控制器將所述逆變電路和所述直流支撐電容的運行狀態轉發至所述主控制器，所述主控制器根據所述運行狀態判斷所述功率單元體是否出現故障，并向出現故障的功率單元體發送旁路命令，所述單元控制器按照所述旁路命令閉合所述旁路接觸器，所述主控制器重新計算剩余功率單元體的待輸出電壓并調整所述逆變電路的動作信號。

3.根據權利要求1或2所述的消弧接地裝置，其特征在于，所述移相變壓器各組副邊繞組的輸出電壓的相位依次相差60°/N。

4.根據權利要求1或2所述的消弧接地裝置，其特征在于，當電網電壓等級為10kV時，所述整流電路選用直流耐壓為1600V的二極管整流橋，所述逆變電路選用直流耐壓為1700V的IGBT構成的H橋，所述功率單元體的個數為10個，所述移相變壓器的變比為0.633，副邊輸出電壓為600V。

5.根據權利要求1或2所述的消弧接地裝置，其特征在于，當電網電壓等級為10kV時，所述整流電路選用直流耐壓為3000V的二極管整流橋，所述逆變電路選用直流耐壓為3300V的IGBT構成的H橋，所述功率單元體的個數為5個，所述移相變壓器的變比為0.317，副邊輸出電壓為1200V。