一种固态开关的短路保护装置的制造方法
【专利摘要】本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种固态开关的短路保护装置，包括：功率器件开关单元，连接于一主电路系统中，用于实现主电路的通断功能；智能检测及保护单元，包括近端短路保护模块和远端短路保护模块，用以检测到发生近端短路或远端短路时向功率器件开关单元发出一关断信号；缓冲电路单元，连接于功率器件开关单元的两端，用于吸收短路关断时功率器件开关单元关断时两侧产生的过压。以上从近端短路保护、远端短路保护、过压保护等三个方面提出了相应的解决方法，保证了固态开关在不同短路工况下能完成安全可靠的关断，同时保证了固态开关在强电磁干扰的环境中不发生误动，具有很好的可靠性，能够有效地实现固态开关的短路保护。
【专利说明】
一种固态开关的短路保护装置
技术领域
[0001]本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种短路保护装置。
【背景技术】
[0002]随着电力系统的迅猛发展，现代电力系统面临一系列新的矛盾和问题。分布式能源的大量接入，微网的大量出现，对开关的动作速度提出了越来越高的要求。传统的机械开关动作速度慢，灭弧困难，在超快速负荷开关，限流断路器，无缝切换开关等对开关速度要求较高的场合，已经越来越难以适应。固态开关用电力电子器件替代了传统的机械式开关，是利用电力电子器件作为开关组件的无触点开关装置，具有开断速度快，无声响，无电弧，寿命长等优点，然而以IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)为代表的电力电子器件应用于固态开关领域，存在涌流能力差及耐压能力差等问题，由于上述缺陷，使得固态开关在短路发生时不能进行有效地保护，易于发生损坏。
【发明内容】
[0003]针对以上技术问题，本发明提供一种固态开关的短路保护装置，以解决现有技术的固态开关在短路发生时不能进行有效保护的缺陷；
[0004]具体技术方案如下:
[0005]—种固态开关的短路保护装置，其中，包括:
[0006]功率器件开关单元，连接于一主电路系统中，用于实现主电路的通断功能；
[0007]智能检测及保护单元，包括一近端短路保护模块和一远端短路保护模块，用以检测到所述功率器件开关单元发生近端短路或远端短路时向所述功率器件开关单元发出一关断信号；
[0008]缓冲电路单元，连接于所述功率器件开关单元的两端，用于吸收短路关断时所述功率器件开关单元关断时两侧产生的过压。
[0009]上述的固态开关的短路保护装置，所述近端短路保护模块包括，
[0010]—二极管，所述二极管连接于一参考C点和一饱和压降检测点之间，所述参考C点与所述二极管的阴极连接；
[0011 ] 一防干扰电路，连接于所述二极管和所述饱和压降检测点之间，用于抑制所述参考C点的高频干扰信号对所述饱和压降检测点的影响，所述参考C点自所述功率器件开关单元引出。
[0012]上述的固态开关的短路保护装置，所述防干扰电路包括:
[0013]一稳压管，连接于所述饱和压降检测点与一VE点之间；
[0014]— RC滤波电路，由一并联于所述稳压管两端的第三电容和串联于所述参考C点和所述饱和压降检测点之间的第四电阻组成。
[0015]上述的固态开关的短路保护装置，所述远端短路保护模块包括:
[0016]电流传感器，连接于所述功率器件开关单元所在的电路支路中，用于感测流经所述功率器件开关单元的电流信号；
[0017]调理电路，与所述电流传感器连接，用于将所述电流传感器检测到的电流信号转换为相应的电流采样值；
[0018]比较电路，与所述调理电路连接，用于依据所述电流采样值的电流幅值和/或所述电流采样值的上升率判断是否有短路发生；
[0019]CPLD控制器，与所述比较电路连接，依据所述比较电路的比较结果产生执行计时及计算，以产生所述关断信号。
[0020]上述的固态开关的短路保护装置，所述比较电路包括:
[0021]第一比较器，用于对所述电流采样值与一第一阈值进行比较，并于所述电流采样值大于所述第一阈值时产生一高电平信号以驱动所述CPLD控制器开始计时；
[0022]第二比较器，用于对所述电流采样值与一大于所述第一阈值的第二阈值进行比较，并于所述电流采样值大于所述第二阈值时产生一另一高电平信号以驱动所述CPLD控制器停止计时；
[0023]第三比较器，用于对所述电流采样值与一电流保护阈值进行比较，于所述电流采样值大于所述电流保护阈值时以驱动所述CPLD控制器开始计时。
[0024]上述的固态开关的短路保护装置，所述比较电路还包括一阈值设置电路，用于对所述第一阈值、所述第二阈值及所述电流保护阈值进行设置。
[0025]上述的固态开关的短路保护装置，所述缓冲电路单元包括，
[0026]压敏电阻，连接于所述功率器件开关单元的两端；
[0027]由第一电阻和第一电容串联的支路，与所述压敏电阻并联。
[0028]上述的固态开关的短路保护装置，所述缓冲电路单元包括，
[0029]压敏电阻，连接于所述功率器件开关单元的两端；
[0030]由第一电阻和第一电容串联的支路，与所述压敏电阻并联；
[0031]第二二极管，并联于所述第一电阻的两端。
[0032]上述的固态开关的短路保护装置，所述功率器件开关单元采用基于IGBT的反串联结构或基于二极管整流配合IGBT结构或基于IGBT反并联结构。
[0033]有益效果:以上技术方案从近端短路保护、远端短路保护、过压保护等三个方面提出了相应的解决方法，保证了固态开关在不同短路工况下能完成安全可靠的关断，同时保证了固态开关在强电磁干扰的环境中不发生误动，具有很好的可靠性，能够有效地实现固态开关的短路保护。
【附图说明】
[0034]图1为本发明的装置结构示意图；
[0035]图2为本发明的近端短路保护模块示意图；
[0036]图3为本发明的远端短路保护模块示意图；
[0037]图4为本发明的一种具体实施例的电路结构不意图；
[0038]图5为本发明的另一种具体实施例的电路结构不意图；
[0039]图6为本发明的再一种具体实施例的电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0042]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
[0043]涌流能力是指电力电子器件耐受大电流的能力，固态开关在短路发生时会流过10倍额定电流以上的短路电流，而电力电子器件只能短时耐受几倍的额定电流;在短路发生后如果不能及时关断，会导致功率器件失效，开关失灵，造成严重的后果。耐压能力则是指电力电子器件承受过电压的能力，开关器件在关断时，开关两侧会产生过电压。这个过电压大小主要由两个因素决定，一个是线路感性阻抗的值，另外一个是关断过程中电流的变化率。线路的感性阻抗越大，关断过程中电流的变化率越大，过电压就越大。电力电子器件作为开关串在线路中，线路上的感性阻抗比较大，同时由于电力电子器件关断的速度较快，整个关断过程中的电流变化率非常大，因此在开关关断时会在电力电子器件两端产生很高的过电压，电力电子器件承受过电压的能力非常弱，只需一个很短的电压尖峰就有可能损坏器件，造成开关失效。由于电力电子器件存在的这些缺陷，固态开关在短路发生需要进行有效地保护，才能保证固态开关在关断的同时，不会发生损坏。
[0044]参照图1，一种固态开关的短路保护装置，包括:
[0045]功率器件开关单元I，连接于一主电路系统中，用于实现主电路的通断功能；
[0046]智能检测及保护单元2，包括一近端短路保护模块21和一远端短路保护模块22，用以检测到功率器件开关单元I发生近端短路或远端短路时向功率器件开关单元I发出一关断信号；
[0047]缓冲电路单元3，连接于功率器件开关单元I的两端，用于吸收功率器件开关单元关断时两侧产生的过压。
[0048]根据短路点距离开关距离的远近，可以把短路分为近端短路和远端短路。近端短路表示短路发生的点与固态开关很近，整个短路回路的线路的阻抗比较小，短路发生后电流的上升率很大，一般大于50A/US。远端短路表示短路发生的点远离固态开关，整个短路回路的线路阻抗比较大，短路发生后电流上升率相比于近端短路比较小，一般在几A/us至50A/US。针对现有固态开关短路发生时所存在的缺陷以及短路的故障类型，本发明的智能检测及保护单元包括远端短路保护模块和近端短路保护模块，用以检测到功率器件开关单元发生近端短路或远端短路时向功率器件开关单元发出一关断信号;能够保证固态开关在不同短路工况下都能有效地进行保护。
[0049]上述的固态开关的短路保护装置，近端短路保护模块21可以包括:
[0050]—二极管Dl，二极管Dl连接于一参考C点和一饱和压降检测点DESAT之间，参考C点与二极管DI的阴极连接；
[0051]—防干扰电路211，连接于二极管Dl和饱和压降检测点DESAT之间，用于抑制参考C点的高频干扰信号对饱和压降检测点DESAT的影响，参考C点自功率器件开关单元I引出。
[0052]上述的固态开关的短路保护装置，防干扰电路211可以如图2虚线框中所示，包括:
[0053]一稳压管ZDl，连接于饱和压降检测点DESAT与一VE点之间；
[0054]一 RC滤波电路，由一并联于稳压管ZDl两端的第三电容C3和串联于参考C点和饱和压降检测点DESAT之间的第四电阻R4组成。
[0055]传统IGBT退饱和保护中控制器通过检测饱和压降检测点DESAT点的电压来判断短路是否发生。当短路发生时参考C点电位迅速上升，饱和压降检测点DESAT点的电位同时上升，当超过一定的阈值以后控制器认为发生短路，关断脉冲进行保护。由于固态开关应用场合电磁环境比较恶劣，固态开关正常工作时参考C点的电位也会出现高频的电压尖峰，当尖峰出现时，饱和压降检测点DESAT点的电位也随之出现尖峰，控制器便误认为短路发生而进行保护，导致固态开关误动作。加入防干扰电路之后，参考C点的电压信号通过滤波器，高频的扰动信号被滤除，有效地抑制了参考C点高频干扰信号对饱和压降检测点DESAT点电位的影响，保证了短路判断的可靠性。同时与电容C3并联的稳压管ZDl能够稳定饱和压降检测点DESAT点的电压，防止DESAT点的电压过高对控制器造成损害。
[0056]近端短路电流上升率大，一般的电流传感器很难检测出来，需要利用IGBT的退饱和特性来检测短路的发生并进行保护。这种保护方法比较接近于传统变流器中IGBT直通短路时的保护。IGBT退饱和保护的保护速度快，但比较容易受到电磁信号的干扰，相比于变流器的应用场合，固态开关的应用场合电磁环境更加恶劣，用传统的退饱和保护方法会出现保护误动作的问题。传统的变流器保护，即使出现误保护的问题，只会出现停机自检，不会有什么恶劣的影响。但在固态开关的应用场合，频繁的误动作会带来一系列的用电问题，降低电能质量，影响电网的稳定，直接影响了固态开关正常工作的可靠性。本发明针对传统IGBT退饱和保护在固态开关近端短路保护上所存在的问题，提出了一种抗电磁干扰的近端短路保护方法。该方法能够有效地解决传统近端短路保护容易受到电磁干扰导致固态开关误动作的问题，既能保证固态开关具有近端电流的保护能力，也能保证固态开关不误动，保证了固态开关的可靠性。
[0057]上述的固态开关的短路保护装置，远端短路保护模块22如附图3所示，可以包括:
[0058]电流传感器220，连接于功率器件开关单元I所在的电路支路中，用于感测流经功率器件开关单元I的电流信号；
[0059]调理电路221，与电流传感器220连接，用于将电流传感器检测到的电流信号转换为相应的电流米样值；
[0060]比较电路223，与调理电路221连接，用于依据电流采样值的电流幅值和/或电流采样值i的电流上升率判断是否有短路发生；
[0061]CPLD控制器224，与比较电路223连接，依据比较电路223的比较结果产生执行计时及计算，以产生关断信号。
[0062]上述的固态开关的短路保护装置，比较电路包括:
[0063]第一比较器，用于对电流采样值Is与一第一阈值Il进行比较，并于电流采样值Is大于第一阈值Il时产生一高电平信号以驱动CPLD控制器224开始计时；
[0064]第二比较器，用于对电流采样值Is与一大于第一阈值Il的第二阈值Ih进行比较，并于电流采样值Is大于第二阈值Ih时产生一另一高电平信号以驱动CPLD控制器224停止计时；
[0065]第三比较器，用于对电流采样值Is与一电流保护阈值Imax进行比较，于电流采样值I s大于电流保护阈值I.时以驱动CPLD控制器224开始计时。
[0066]上述的固态开关的短路保护装置，比较电路还包括一阈值设置电路2231，用于对第一阈值IL、第二阈值IH及电流保护阈值I mi?进行设置。
[0067]本发明的远端保护短路保护模块22中电流传感器220检测到电流信号，通过调理电路221转换为合适的信号后进行比较并传入CPLD控制器224进行信号处理，CPLD控制器224经过判断检测到短路发生时，向固态开关发出关断信号完成关断。
[0068]上述的比较电路的具体工作过程如下，当电流采样值Is大于第一阈值Il时，比较电路223发送一路高电平信号到CPLD控制器224，同时CPLD控制器224开始计时；当电流采样值Is大于第二阈值Ih时，比较电路223发送另一路高电平信号到CPLD控制器224，CPLD控制器224停止计时，计时的时间计为Ts ο电流上升率di/dt的计算方法为(Ih-1l)/T，其中第二阈值Ih，第一阈值Il为人为设定值，因此通过得到Ts的值可以得到一个对应的电流上升率ks。同理通过人为设定Ta和Tb可以得到对应的电流上升率ka和kb。当检测的电流上升率ks满足ka<ks<kb的条件时，也就是检测时间Ts满足Tb<Ts<Ta，CPLD控制器224认为发生远端短路，向固态开关发出关断信号，即根据电流上升率实现判断远端短路。
[0069]上述的比较电路223将电流采样值Is与电流保护值Imax进行比较，如果电流采样值Is大于电流保护值Imax，比较电路发送一个高电平到CPLD控制器224，同时CPLD控制器224开始计时。在计时过程中一旦出现电流采样值Is小于电流保护值Imax的情况，CPLD控制器224计时立刻结束，等待下一个高电平到来再重新计数。当计时时间Ts大于设定值Tb，也就是在Tb这段时间电流采样值Is始终大于电流保护值Imax，过流始终存在，这时候CPLD控制器224判断远端短路发生，向固态开关发出关断信号。其中Tb值为人为设定，通过设置合理的Tb值可以保证速动的前提下避免外界干扰导致的误动，即根据电流幅值来判断远端短路。
[0070]远端短路电流上升率相对较低，电流的上升特性类似于过载的情况。传统的过载保护是通过软件实现的，通过电流传感器采样到电流信号，软件通过判断电流信号发出关断指令。开关的应用场合电磁干扰较大，电流传感器采集出来的信号会存在毛刺很大。如果采用单点判断，虽然能够保证判断的快速性，但同时也会导致误判，造成开关的误动作；如果采用多点判断，软件受制于信号采样的周期时间，会导致整个故障判断时间过长，短路电流上升到很大的值，造成固态开关的损害。本发明针对传统过载保护应用到固态开关的问题，提出了一种基于硬件电路的保护方法。利用硬件电路芯片CPLD控制器，可以对电流的幅值和电流的上升率进行双重的判断，既能保证判断的快速性，也能保证判断的可靠性，能够有效地解决固态开关在远端短路发生时的保护问题。本发明中判断远端短路的方法是电流上升率和电流幅值的双重判断。其中以电流上升率判断为主，电流幅值判断为辅。通过电流上升率的判断能明显地将远端短路同近端短路、过载等情况区分开来。一旦无法通过电流上升率进行正确判断，电流幅值判断作为一种保障机制发生作用，保证固态开关在可关断的电流下关断。正是由于这种判断机制，本发明的保护方法能够有效地将电磁噪声、过载等情况与远端短路区别开来，保证了开关在正常工作时不误动，保证了开关的可靠性。由于CPLD控制器是高速的硬件电路，与软件相比不存在采样周期的制约，检测的速度比软件快得多，能够大大缩短检测判断的时间，可以保证固态开关在电流较低的时候完成关断，有效地保障了固态开关在远端短路时的安全关断。
[0071]上述的固态开关的短路保护装置，缓冲电路单元3可以包括电容，二极管，电阻，压敏电阻等，能够吸收短路关断时开关两侧产生的过压。如图4、图6所示，缓冲电路单元可以包括，
[0072]压敏电阻M0V，连接于功率器件开关单元I的两端；
[0073 ] 第一电阻Rs和第一电容Cs串联的支路，与压敏电阻MOV并联。
[0074]在传统的变流器场合，IGBT所在的回路感性阻抗较小，并且IGBT关断的都是额定电流以下的电流，关断电流较小，因此关断时产生的关断电压较小，用简单的C型或者RC型缓冲电路就可以抑制关断产生的过电压。但在固态开关场合，IGBT所在线路感性阻抗很大，而且在短路发生时IGBT关断的是远高于额定电流的短路电流，关断电流很大。因此线路中电感储存的能量很大，用传统的缓冲电路无法充分地吸收，造成关断过电压的产生。由于IGBT的耐电压能力非常弱，造成固态开关在关断短路电流的过程中因为关断电压过高而发生损坏。本发明针对固态开关场合IGBT短路关断过电压较高的问题，在传统的缓冲电路基础上加入了压敏电阻，用来吸收回路中感性阻抗产生的能量，同时结合了缓关断的技术，保证了固态开关在关断短路电流时的过压保护。
[0075]上述的固态开关的短路保护装置，缓冲电路单元还可以如图5所示，包括一第二二极管Dsl，并联于第一电阻Rs的两端。IGBT关断时，第二二极管Dsl导通，由于电容两端电压不能突变，电压缓慢上升；当电压超过压敏电阻电压时，压敏电阻导通进一步吸收线路电感上的能量，并把IGBT两端电压限制到压敏电阻的钳位电压以下，保证了整个关断过程中IGBT两端电压不过压，保证了固态开关在短路关断过程中的安全。除了缓冲电路，本发明在关断的过程中应用了缓关断的方法，通过提高IGBT关断过程中门级的电压，延缓了关断短路电流时IGBT的关断速度，能够有效降低电流的变化率，减小关断的过电压。
[0076]本发明的功率器件开关单元I主要是由晶闸管，IGBT，IGCT(Integrated GateCommutated Thyristors，集成门极换流晶闸管)等电力电子器件组成，实现整个主电路的通断功能。以下结合本发明的短路保护装置用于几种固态开关拓扑进行结合说明:
[0077]第一种具体实施例，如图4所示，应用于三相四线制系统中，其中功率器件开关单元I采用基于IGBT的反串联结构，能量可以双向流动。缓冲电路单元由第一电阻Rs、第一电容Cs以及压敏电阻MOV组成。近端短路保护模块21的实现由图2所示，远端短路保护模块22的实现由图3所示。
[0078]当近端短路发生时，近端短路保护模块21动作关闭IGBT。远端短路发生时，远端短路保护模块22动作关闭IGBT。关断IGBT后，电流将通过第一电阻Rs向第一电容Cs充电，因为电容电压不能突变，所以限制了 IGBT两端电压的上升率，当电压超过压敏电阻MOV电压时，压敏电阻MOV导通吸收多余能量，防止IGBT因为过压而击穿。
[0079]基于IGBT的反串联结构包括:
[0080]第一IGBT器件IGBTl，第一IGBT器件IGBTl的集电极与发射极串接于三相四线制系统的一相线中；
[0081 ] 第二 IGBT器件IGBT2，第二 IGBT器件IGBT2的发射极与第一 IGBT器件IGBTl的发射极连接，与第一 IGBT器件形成一反串联型结构。
[0082]第二种具体实施例:如图5所示，应用于三相四线制系统中，其中功率器件开关单元I采用基于二极管整流配合IGBT结构，能量可以双向流动。缓冲电路单元由第一电阻Rs、第一电容Cs、第二二极管Dsl以及压敏电阻MOV组成。缓冲电路由电阻、电容、二极管以及压敏电阻组成。近端短路保护模块21的实现由图2所示，远端短路保护模块22的实现由图3所不O
[0083]当近端短路发生时，近端短路保护模块21动作关闭IGBT。远端短路发生时，远端短路保护模块22动作关闭IGBT。关断IGBT后，电流将通过第二二极管Ds向第一电容Cs充电，因为电容电压不能突变，所以限制了IGBT两端电压的上升率，当电压超过压敏电阻MOV电压时，压敏电阻MOV导通吸收多余能量，防止IGBT因为过压而击穿。
[0084]基于二极管整流配合IGBT结构包括:桥式整流电路，由二极管Dl、二极管D2、二极管D3及二极管D4组成；二极管Dl及二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D3及二极管D4的阳极连接，二极管Dl的阳极与二极管D4的阴极连接；
[0085]第三IGBT器件IGBT，第三IGBT器件的集电极与二极管Dl及二极管D2的阴极连接，第三IGBT器件的发射极与二极管D3的阳极及二极管D4的阳极连接。
[0086]第三种具体实施例:如图6所示，应用于三相四线制系统中，其中功率器件开关单元I采用基于IGBT反并联结构，能量可以双向流动;缓冲电路单元由第一电阻Rs、第一电容Cs以及压敏电阻MOV组成。近端短路保护模块21的实现由图2所示，远端短路保护模块22的实现由图3所示。
[0087]当近端短路发生时，近端短路保护模块21动作关闭IGBT。远端短路发生时，远端短路保护模块22动作关闭IGBT。关断IGBT后，电流将通过第一电阻Rs向第一电容Cs充电，因为电容电压不能突变，所以限制了 IGBT两端电压的上升率，当电压超过压敏电阻MOV电压时，压敏电阻MOV导通吸收多余能量，防止IGBT因为过压而击穿。
[0088]上述的基于IGBT反并联结构包括:
[0089]第四IGBT器件IGBT4，第四IGBT器件IGBT4的集电极与发射极串接于相线中；
[0090]第五IGBT器件IGBT5，与第四IGBT器件IGBT4反并联，第四IGBT器件IGBT4的发射极与第五IGBT器件IGBT5的集电极连接，第四IGBT器件的集电极与第五IGBT器件的发射极连接。
[0091]本发明能够有效地抑制电磁干扰对近端短路检测的干扰，保证了固态开关在正常工况情况下能顺利运行，大大提高了固态开关的可靠性。采用用硬件电路实现的远端短路保护方法，能够兼顾保护的快速性和可靠性，大大提高了固态开关远端短路保护的性能。并提出了一种在缓冲电路上加入压敏电阻，并采用缓关断的方法，能够有效地抑制固态开关在短路关断时产生的过电压，提高了固态开关短路关断的可靠性，保证了固态开关短路关断时的安全。
[0092]以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种固态开关的短路保护装置，其特征在于，包括: 功率器件开关单元，连接于一主电路系统中，用于实现主电路的通断功能； 智能检测及保护单元，包括一近端短路保护模块和一远端短路保护模块，用以检测到所述功率器件开关单元发生近端短路或远端短路时向所述功率器件开关单元发出一关断信号； 缓冲电路单元，连接于所述功率器件开关单元的两端，用于吸收短路关断时所述功率器件开关单元关断时两侧产生的过压。2.根据权利要求1所述的固态开关的短路保护装置，其特征在于，所述近端短路保护模块包括， 一二极管，所述二极管连接于一参考C点和一饱和压降检测点之间，所述参考C点与所述二极管的阴极连接； 一防干扰电路，连接于所述二极管和所述饱和压降检测点之间，用于抑制所述参考C点的高频干扰信号对所述饱和压降检测点的影响，所述参考C点自所述功率器件开关单元引出。3.根据权利要求2所述的固态开关的短路保护装置，其特征在于，所述防干扰电路包括: 一稳压管，连接于所述饱和压降检测点与一 VE点之间； 一 RC滤波电路，由一并联于所述稳压管两端的第三电容和串联于所述参考C点和所述饱和压降检测点之间的第四电阻组成。4.根据权利要求3所述的固态开关的短路保护装置，其特征在于，所述远端短路保护模块包括: 电流传感器，连接于所述功率器件开关单元所在的电路支路中，用于感测流经所述功率器件开关单元的电流信号； 调理电路，与所述电流传感器连接，用于将所述电流传感器检测到的电流信号转换为相应的电流米样值； 比较电路，与所述调理电路连接，用于依据所述电流采样值的电流幅值和/或所述电流采样值的上升率判断是否有短路发生； CPLD控制器，与所述比较电路连接，依据所述比较电路的比较结果产生执行计时及计算，以产生所述关断信号。5.根据权利要求1所述的固态开关的短路保护装置，其特征在于，所述比较电路包括: 第一比较器，用于对所述电流采样值与一第一阈值进行比较，并于所述电流采样值大于所述第一阈值时产生一高电平信号以驱动所述CPLD控制器开始计时； 第二比较器，用于对所述电流采样值与一大于所述第一阈值的第二阈值进行比较，并于所述电流采样值大于所述第二阈值时产生一另一高电平信号以驱动所述CPLD控制器停止计时； 第三比较器，用于对所述电流采样值与一电流保护阈值进行比较，于所述电流采样值大于所述电流保护阈值时以驱动所述CPLD控制器开始计时。6.根据权利要求5所述的固态开关的短路保护装置，其特征在于，所述比较电路还包括一阈值设置电路，用于对所述第一阈值、所述第二阈值及所述电流保护阈值进行设置。7.根据权利要求1所述的固态开关的短路保护装置，其特征在于，所述缓冲电路单元包括， 压敏电阻，连接于所述功率器件开关单元的两端； 由第一电阻和第一电容串联的支路，与所述压敏电阻并联。8.根据权利要求1所述的固态开关的短路保护装置，其特征在于，所述缓冲电路单元包括， 压敏电阻，连接于所述功率器件开关单元的两端； 由第一电阻和第一电容串联的支路，与所述压敏电阻并联； 第二二极管，并联于所述第一电阻的两端。9.根据权利要求1所述的固态开关的短路保护装置，其特征在于，所述功率器件开关单元采用基于IGBT的反串联结构或基于二极管整流配合IGBT结构或基于IGBT反并联结构。
【文档编号】H02J13/00GK105870886SQ201610190216
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】叶辰之, 李霄, 付炜亮, 李福生, 王云, 杨建波, 曹碧颖
【申请人】上海电气集团股份有限公司