一种抑制变流器输出电流突变的保护电路的制作方法

本发明属于电力电子设备安全运行技术领域，特别是涉及到一种抑制变流器输出电流突变的保护电路。

背景技术：

很多静止无功补偿设备SVG、有源滤波装置运行过程中，负载侧瞬时冲击或短路故障时，变流器回路电流突然增大，对变流器的运行状态影响很大，增大了设备的负担，严重时会损坏变流器的开关器件，所以有必要设计交流侧保护电路，抑制故障电流和隔离故障，最大限度的保护逆变器的安全。

目前，国内外变流器交流输出侧的保护，主要采用瞬时过电流、带时限过电流保护及快速熔断器为主，过电流保护主要以电流继电器构成，故障电流达到设定值时保护动作，断开交流回路，起到保护逆变器的作用。

由于电流保护及快速熔断器都是在反应电流的瞬时变化，过电流保护要检测到回路电流上升到一定的电流值时动作，电流保护及快速熔断器的响应是经过延时的，这时变流器主电路已经承受了大电流的冲击，对变流器主电路的影响较大，严重时可能烧毁功率开关器件。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种抑制变流器输出电流突变的保护电路，用来解决变流器输出电流突变的技术问题。

一种抑制变流器输出电流突变的保护电路，该保护电路在变流器输出的交流回路中与负载串联连接，其特征是：包括抑制电流突变桥型电路和旁路开关K，所述抑制电流突变桥型电路包括第一整流二极管D₁、第二整流二极管D₂、第三整流二极管D₃、第四整流二极管D₄、直流电感L和续流二极管D₅；所述第一整流二极管D₁的阳极端与所述保护电路的输入端连接，第一整流二极管D₁的阴极端与第二整流二极管D₂的阴极端连接；所述第二整流二极管D₂的阳极端与所述保护电路的输出端连接；所述第三整流二极管D₃的阴极端与所述保护电路的输入端连接，第三整流二极管D₃的阳极端与第四整流二极管D₄的阳极端连接；所述第四整流二极管D₄的阴极端与所述保护电路的输出端连接；所述直流电感L的一端与第一整流二极管D₁的阴极端连接，直流电感L的另一端与第三整流二极管D₃的阳极端连接；所述续流二极管D₅的阳极端连接于直流电感L与第一整流二极管D₁的阴极连接端，续流二极管D₅的阴极端连接于直流电感L与第三整流二极管D₃的阳极连接端；所述旁路开关K的一端与所述保护电路的输入端连接，旁路开关K的另一端与所述保护电路的输出端连接。

所述旁路开关K为机械开关。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

本发明的一种抑制变流器输出电流突变的保护电路，与传统的保护相比，利用抑制电流突变桥型电路中直流电感来限制系统故障初期短路电流上升变化率，且无需控制系统响应，瞬时自动投入，从而避免暂态电流冲击损坏逆变器，使控制系统有充足的响应时间控制分断电子开关，能够很好的保护变流器主电路，且加入抑制电流突变桥型电路对正常运行时对交流回路无任何影响，具有控制电路结构简单，便于实施，性能可靠，体积小，价格低等优点。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明一种抑制变流器输出电流突变的保护电路的原理结构框图。

图2为本发明一种抑制变流器输出电流突变的保护电路的电路原理图。

图中1-抑制电流突变桥型电路、2-旁路开关K。

具体实施方式

如图所示，一种抑制变流器输出电流突变的保护电路，该保护电路在变流器输出的交流回路中与负载串联连接，其特征是：包括抑制电流突变桥型电路1和旁路开关K2，所述抑制电流突变桥型电路1包括第一整流二极管D₁、第二整流二极管D₂、第三整流二极管D₃、第四整流二极管D₄、直流电感L和续流二极管D₅；所述第一整流二极管D₁的阳极端与所述保护电路的输入端连接，第一整流二极管D₁的阴极端与第二整流二极管D₂的阴极端连接；所述第二整流二极管D₂的阳极端与所述保护电路的输出端连接；所述第三整流二极管D₃的阴极端与所述保护电路的输入端连接，第三整流二极管D₃的阳极端与第四整流二极管D₄的阳极端连接；所述第四整流二极管D₄的阴极端与所述保护电路的输出端连接；所述直流电感L的一端与第一整流二极管D₁的阴极端连接，直流电感L的另一端与第三整流二极管D₃的阳极端连接；所述续流二极管D₅的阳极端与直流电感L的一端连接，该端为直流电感L与第一整流二极管D₁的阴极连接端，续流二极管D₅的阴极端与直流电感L的另一端连接，该端为直流电感L与第三整流二极管D₃的阳极连接端；所述旁路开关K的一端与所述保护电路的输入端连接，旁路开关K的另一端与所述保护电路的输出端连接。

所述旁路开关K2为机械开关。

主要原理：本发明的保护电路串入变流器输出的交流回路中，主要利用直流电感抑制故障瞬间电流突变，如果回路中采用交流电感虽然能起到限流的作用，但增加了交流回路的阻抗，改变了设备运行参数。如图1、图2所示，本发明在正常运行时，电流流经保护电路，经过第一整流二极管D₁、直流电感L以及第四整流二极管D₄流过或者经过第二整流二极管D₂、直流电感L以及第三整流二极管D₃流过，电流经过直流电感L的电流为直流，忽略二极管压降，所以桥型电路的压降很小，对整个电路无影响。在系统发生故障发生时，回路的电流突然上升，由于直流电感L具有流过电流不能发生突变的特点，即当流过直流电感L的电流突然变化时，直流电感L会产生自感电动势，表达式为u＝L*di/dt。自感电动势的方向与被加到电感上的电压方向相反，以阻止电流的变化率。无需控制系统响应，直流电感L瞬时投入故障回路以抑制故障电流上升率，直流电感L中的电流通过续流二极管D₅续流，并在2～3个周期内衰减到零。由于瞬时抑制了暂态电流，限制了故障初期短路电流上升率，短时有效限制电流突变，给控制系统赢得时间，启动其他保护电路动作断开交流回路。

实现本发明目的所采用的技术方案是，一种抑制变流器输出电流突变的保护电路，其特征是：它包括旁路开关K2、抑制电流突变桥型电路1。旁路开关K2为机械开关，作为人工投入或断开保护电路的作用。抑制电流突变桥型电路1由第一整流二极管D₁、第二整流二极管D₂、第三整流二极管D₃、第四整流二极管D₄、直流电感L以及续流二极管D₅组成，起到抑制暂态电流的作用。直流电感L、续流二极管D₅并联后的一端与第一整流二极管D₁的阴极端以及第二整流二极管D₂的阴极端连接，另一端与第三整流二极管D₃阳极端以及第四整流二极管D₄的阳极端连接,所述的旁路开关K2的两端与保护电路的两端一一对应连接，续流二极管D₅与直流电感L两端连接。