[實用新型]一種風電機組撬棒保護電路

有效

• 申請號: 201420019118.4
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN203675025U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 姜惠蘭;劉秉祺;張曼;劉劍;宋穎巍;劉巖;寧遼逸;蔣理;趙德偉;趙琳
• 申請（專利權）人: 天津大學;國網遼寧省電力有限公司經濟技術研究院
• 主分類號: H02P9/10
• 分類號: H02P9/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本實用新型涉及風電機組領域，尤其是能保護風機變流器的并聯動態電阻的撬棒電路。

背景技術

目前，風電機組的Crowbar（撬棒）電路通常采用固定阻值的方法（參見圖1），來抑制轉子過電流，保護發電機的電力電子器件。但是，如果阻值選取過小，則抑制轉子電流的效果不佳，對轉子側變流器造成損壞；如果阻值選取過大，轉子電壓過大，造成直流母線電壓過高，損壞直流母線電容和變流器。即使有一些整定阻值的方法，也很難兼顧轉子過電流和直流母線過電壓。

實用新型內容

本實用新型提供了一種風電機組撬棒保護電路，該保護電路采用并聯動態電阻的Crowbar電路，同時兼顧對轉子過電流和直流母線電壓的抑制，詳見下文描述：

一種風電機組撬棒保護電路，包括：風力機，所述風力機上設置有發電機定子和發電機轉子，所述發電機定子接入電網；所述發電機轉子連接轉子側變流器，所述轉子側變流器通過網側變流器連接所述發電機定子；所述轉子側變流器連接由二極管、撬棒電阻、晶閘管三部分共同組成的撬棒電路；所述撬棒電阻并聯連接由動態電阻、第二晶閘管共同組成的動態電阻電路；所述第二晶閘管用于控制所述動態電阻是否并聯到所述撬棒電路中。

本實用新型提供的技術方案的有益效果是：該保護電路克服了傳統Crowbar電路采用固定電阻，不能滿足低電壓穿越各階段對電阻值的要求。在達到同樣低電壓穿越效果的前提下，兼顧了對轉子過電流和直流母線電壓的有效抑制，同時可縮短Crowbar電路的投入時間，有利于電網電壓的恢復。

附圖說明

圖1為傳統的雙饋風力發電機的Crowbar電路圖；

圖2為本實用新型提出的帶動態電阻的風電機組Crowbar動態保護電路。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1：風力機；??????????????????????????2：發電機定子；

3：發電機轉子；??????????????????????4：二極管；

5：Crowbar電阻；?????????????????????6：第一晶閘管；

7：轉子側變流器；????????????????????8：網側變流器；

9：電網；????????????????????????????10：動態電阻；

11：第二晶閘管。

其中，二極管4、Crowbar電阻5、第一晶閘管6三部分共同組成Crowbar電路；二極管4接成三相橋式結構；第一晶閘管6控制Crowbar電路的投入與退出；轉子側變流器7、網側變流器8共同組成發電機的變流器；動態電阻10、第二晶閘管11共同組成動態電阻電路，第二晶閘管11用于控制動態電阻10是否并聯到Crowbar電路中。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

一種風電機組撬棒保護電路，參見圖2，包括：風力機1，風力機1上設置有發電機定子2和發電機轉子3，發電機定子2接入電網9；發電機轉子3連接轉子側變流器7，轉子側變流器7通過網側變流器8連接發電機定子2；轉子側變流器7連接由二極管4、Crowbar電阻5、第一晶閘管6三部分共同組成的Crowbar電路；Crowbar電阻5并聯連接由動態電阻10、第二晶閘管11共同組成的動態電阻電路。

下面詳細分析該保護電路的工作原理：在電力系統故障初期，首先考慮發電機轉子3的過電流問題，當發電機轉子3的電流超過其電流閾值時，投入Crowbar電路但不投入動態電阻10，同時閉鎖轉子側變流器7，此時Crowbar電路的等效阻值較大，能夠有效地抑制發電機轉子3的電流，同時加快了轉子磁鏈和轉子電流的衰減；在直流母線電壓上升到電壓閾值時，接入動態電阻10，相當于減小了Crowbar電路的等效電阻，能夠有效抑制直線母線電壓的上升；當直流母線電壓降到電壓閾值以下時，斷開動態電阻10；當直流母線電壓在電壓閾值以下且發電機轉子3的電流降到其返回值時，切除Crowbar電路。

其中，電流閾值和電壓閾值根據實際應用中的需要進行設定，具體實現時，本實用新型實施例對此不做限制。

本實用新型實施例對各器件的型號除做特殊說明的以外，其他器件的型號不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本領域技術人員可以理解附圖只是一個優選實施例的示意圖，上述本實用新型實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優劣。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。