[發(fā)明專利]一種級(jí)聯(lián)型雙向變流直流側(cè)短路電流抑制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211381503.9
• 申請(qǐng)日: 2022-11-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115498862A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姬脈勝;亢麗平;吳建華;馬宗騰;劉傳鐸;崔明宇;孫家興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 新風(fēng)光電子科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/32
• 分類號(hào): H02M1/32;H02M7/04;H02H7/122
• 代理公司: 濟(jì)南智本知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37301
• 代理人: 張平平

1.一種級(jí)聯(lián)型雙向變流直流側(cè)短路電流抑制系統(tǒng)，其特征在于，包括：級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置、隔離變壓器、短路保護(hù)模塊、電流檢測(cè)模塊；

所述隔離變壓器的高壓側(cè)與交流電網(wǎng)連接，所述隔離變壓器的低壓側(cè)與級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置的功率單元連接；所述短路保護(hù)模塊輸出端與所述隔離變壓器的低壓側(cè)連接；所述短路保護(hù)模塊的輸入端與所述級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置的直流側(cè)連接；

所述電流檢測(cè)模塊用于獲取級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置的直流側(cè)電流實(shí)時(shí)值并發(fā)送給短路保護(hù)模塊；所述短路保護(hù)模塊用于：

a：若直流電流實(shí)時(shí)值大于或等于Ⅰ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置以弱功率模式運(yùn)行，降低雙向變流裝置功率單元IGBT開(kāi)通時(shí)間保護(hù)功率單元；

b：執(zhí)行a后，若直流電流實(shí)時(shí)值仍大于或等于Ⅱ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則控制級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置停止運(yùn)行，關(guān)閉雙向變流裝置的功率單元IGBT輸出信號(hào)；

c：執(zhí)行a、b操作后，若直流電流實(shí)時(shí)值仍大于或等于Ⅲ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則分?jǐn)嚯p向變流裝置交流側(cè)斷路器、直流側(cè)接觸器，并將短路電流泄放至隔離變壓器的低壓側(cè)繞；

其中，Ⅲ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值＞Ⅱ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值＞Ⅰ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的短路保護(hù)模塊包含二極管組成的整流橋式電路、電抗器，所述整流橋式電路與電抗器組成低阻抗的拓?fù)潆娐罚糜谝种萍?jí)聯(lián)型雙向變流裝置功率單元與交流電網(wǎng)間的高頻環(huán)流及短路時(shí)產(chǎn)生的短路電流；

若直流電流實(shí)時(shí)值小于Ⅰ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置正常運(yùn)行，耐受電流及高頻環(huán)流抑制模塊持續(xù)抑制級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置功率單元與交流電網(wǎng)間的高頻環(huán)流。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的隔離變壓器的低壓側(cè)包含第一級(jí)繞組、第二級(jí)繞組；所述的第一級(jí)繞組與級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置Ⅰ級(jí)功率單元和所述耐受電流及高頻環(huán)流抑制模塊輸出端連接；所述的第二級(jí)繞組與級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置Ⅱ級(jí)功率單元和所述耐受電流及高頻環(huán)流抑制模塊輸出端連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，整流橋式電路的交流端與所述隔離變壓器第一級(jí)繞組、第二級(jí)繞組連接；所述整流橋式電路的直流端與所述電抗器相連接；所述電抗器與級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置的直流側(cè)相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測(cè)模塊包含采樣電路及分流器；所述分流器與級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置直流側(cè)負(fù)母線相連接，用于采集直流側(cè)電流值；所述的采樣電路與分流器和短路保護(hù)模塊相連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述短路保護(hù)模塊還用于：在直流電流實(shí)時(shí)值降低到小于Ⅰ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則自動(dòng)解除對(duì)功率限制及關(guān)閉的模塊的脈沖信號(hào)，使級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置恢復(fù)正常運(yùn)行。

7.一種級(jí)聯(lián)型雙向變流直流側(cè)短路電流抑制方法，其特征在于，包括：

檢測(cè)級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置的直流側(cè)電流實(shí)時(shí)值，并與Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值進(jìn)行比較，其中，Ⅲ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值＞Ⅱ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值＞Ⅰ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值；

a：若直流電流實(shí)時(shí)值大于或等于Ⅰ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置以弱功率模式運(yùn)行，降低雙向變流裝置功率單元IGBT開(kāi)通時(shí)間來(lái)保護(hù)功率單元；

b：執(zhí)行a后，若直流電流實(shí)時(shí)值仍大于或等于Ⅱ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則控制級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置停止運(yùn)行，雙向變流裝置的功率單元IGBT關(guān)閉輸出信號(hào)；

c：執(zhí)行a、b操作后，若直流電流實(shí)時(shí)值仍大于或等于Ⅲ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則分?jǐn)嚯p向變流裝置交流側(cè)斷路器、直流側(cè)接觸器，并將短路電流泄放至隔離變壓器的低壓側(cè)繞。

8.一種級(jí)聯(lián)型雙向變流直流側(cè)短路電流抑制方法，其特征在于，還包括：在執(zhí)行a、b、c任一操作后，若直流電流實(shí)時(shí)值小于Ⅰ級(jí)預(yù)設(shè)直流側(cè)短路保護(hù)值，則解除對(duì)功率限制及關(guān)閉的模塊的脈沖信號(hào)，使雙向變流裝置恢復(fù)運(yùn)行。

9.一種級(jí)聯(lián)型雙向變流直流側(cè)短路電流抑制方法，其特征在于，還包括：在雙向變流裝置正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)供電電網(wǎng)的母線電壓升高到大于級(jí)聯(lián)型雙向變流裝置兩組交流側(cè)峰值電壓之和時(shí)，不會(huì)把直流牽引網(wǎng)側(cè)電能傳輸?shù)浇涣麟娋W(wǎng)側(cè)。