[實用新型]一種變流器并聯運行切換控制裝置

有效

• 申請號: 201320276484.3
• 申請日: 2013-05-20
• 公開（公告）號: CN203278636U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 戴瑜興;陳義財;鄭崇偉;溫燁婷;張正江
• 申請（專利權）人: 溫州大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02H7/12
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術領域

本實用新型涉及變流器，特別是一種變流器并聯運行切換控制裝置。

背景技術

岸電電站變流器容量需求不斷增大，對其性能和可靠性要求越來越高。單變流器的容量一般最大到500kVA，而岸電功率需求已達兆瓦級。為擴大變流器容量，采用多臺變流器并聯運行是迄今最可靠的方法。而變流器中功率元件（GTO、IGBT、IPM等）的過載能力差，保護元件的過電流檢測電路非常靈敏，現有的產品運行時常因沖擊電流的影響致使變流器停機。船舶電氣負載包含錨機、絞纜機等大功率強沖擊性負載，也有通訊雷達、PLC及工控設備等要求精密供電的特殊負載。因此，要求岸電電站中的變流器能承受過載、負載頻繁接入退出甚至負載短路等各種沖擊，能夠自我恢復至正常工作狀態，避免發生供電事故。

應用于現有變流器產品中的限流技術主要有：硬件限流法、檢測基波電流軟件限流法、交流電流平均值軟件限流法。這些技術主要應有在單臺變流器或小功率變流器的保護模塊中，當隨變流器一起應用于并聯系統中時，抗沖擊能力較差，易出現響應緩慢且因恢復時間的差異致使變流器之間產生很大的環流。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種變流器并聯運行切換控制裝置，在變頻器并聯系統中有效限流保護，快速響應，抵抗瞬時和非瞬時短路沖擊，有效抑制并機間環流大小。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種變流器并聯運行切換控制裝置，包括處理器、兩個電壓采樣電路、兩個電流采樣電路、輸入電路、PWM整流器、PWM逆變器和輸出電路，所述輸入電路通過第一電壓采樣電路、第一電流采樣電路接入所述處理器，所述輸出電路通過第二電壓采樣電路、第二電流采樣電路與處理器連接，所述處理器通過兩個PWM驅動電路分別與PWM整流器、PWM逆變器連接，所述輸入電路、PWM整流器、PWM逆變器、輸出電路依次連接；所述PWM整流器、PWM逆變器之間并聯有一個儲能電容。

變流器并聯運行切換控制裝置利用PWM整流器輸出的直流電流的瞬時值作為硬件封鎖限流條件，對過載及短路的響應快速，能夠在瞬間發生作用。當檢測到直流母線的電流超過設定點上限值時，PWM驅動電路將開關管的驅動脈沖強制拉低，封鎖正在導通的開關管，使電路進入續流狀態，而強迫電流下降；當直流電流降低到設定點下限值時，驅動脈沖又重新起作用，變流器恢復正常工作。若此時故障沒有消除，PWM驅動電路又開始動作，如此反復，使電流限定在設定點以下，起到保護變流器的作用。

本實用新型裝置主要功能有：過載時，保持電壓在設定范圍內；負載短路時，斷開變流器輸出電壓保護內部功率器件，能承受較長的故障處理時間；故障解除時，能夠恢復變流器工作。

切換控制的任務是使變流器在故障期間限定電流大小，并判斷變流器正常工作條件至故障消除，切回至正常工作模式。變流器正常工作時處于電壓恒定模式，一旦變流器出現沖擊性負荷甚至短路時，首先PWM驅動電路起作用，電流限定在一定范圍內，然后處理器中起作用，判斷是否切回正常工作模式。利用所述控制裝置進行并聯切換控制的方法為：

1）電流采樣電路將PWM整流器的采樣電流送入處理器中，若所述采樣電流大于所述處理器中預先設定的電流值，則處理器控制PWM整流器發出故障報警信號，處理器執行中斷；

2）判斷故障是否解除，若解除，則中斷結束；若未解除，則進入3）；

3）定義s_k=1時PWM整流器橋臂的上管導通，下管關斷；s_k=0時PWM整流器橋臂的下管導通，上管關斷，其中k=A，B，C，U，V，W；A，B，C分別對應PWM整流器的三個橋臂，U，V，W分別對應PWM逆變器的三個橋臂；

4）依據KCL和KVL定律，得到PWM整流器三相輸出電流i_A、i_B、i_C對應的三相靜止坐標系下的整流回路方程：