一种APF/SVG直流电容的充放电保护电路及方法与流程

本发明涉及APF/SVG技术领域，具体来讲是一种APF/SVG直流电容的充放电保护电路及方法。

背景技术：
APF(ActivePowerFilter，电力有源滤波器)和SVG(StaticVarGenerator，静止无功发生器)是两种常用电能质量治理装置，APF/SVG具有主控制器和三相六桥臂拓扑结构，如图1所示，三相六桥臂拓扑结构中每相包括两个IGBT，每两个IGBT串联，串联后的两个IGBT再并联于直流电容回路，且串联后的两个IGBT的输出端均连接至一个输出电抗，主控制器与每个IGBT相连接(图未示)，用于控制IGBT的运行。专利申请号为201310507705.8，名称为电子式APF及SVG软启动装置的专利申请，公开了一种软启动装置，对APF/SVG提供保护，但未对直流电容的充放电过程进行保护，在APF/SVG启动运行时，直流电容两端的电压会超过其限值，从而使直流电容损坏，进而影响APF/SVG的正常运行，且在APF/SVG停止运行时，未将直流电容进行放电处理，从而威胁着检修人员或其他操作人员的人身安全。

技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种APF/SVG直流电容的充放电保护电路及方法，在APF/SVG启动运行时，对直流电容提供保护，防止直流电容因其两端的电压超过其限值而损坏，从而保证APF/SVG正常运行，在APF/SVG停止运行时，对直流电容进行放电处理，从而保证检修人员或其他操作人员的人身安全。为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种APF/SVG直流电容的充放电保护电路，包括APF/SVG中的主控制器和三相六桥臂拓扑结构，三相六桥臂拓扑结构中每相包括两个串联的IGBT，串联后的两个IGBT再并联于直流电容回路，且串联后的两个IGBT的输出端均连接至一个输出电抗，还包括充电保护电路和放电保护电路，所述充电保护电路包括接触器，所述接触器与三相中的输出电抗均连接，三相六桥臂拓扑结构中的三相或任意两相均连接有一个限流电阻和一个充电继电器，所述限流电阻和充电继电器串联，串联后再与接触器并联；所述放电保护电路包括一个放电电阻和一个放电继电器，所述放电电阻和放电继电器串联，串联后再并联于直流电容的两端；所述接触器、充电继电器、放电继电器均与所述主控制器连接。在上述技术方案的基础上，当APF/SVG启动运行时，主控制器控制接触器和放电继电器均断开，并使所述充电继电器均闭合，直流电容开始缓慢充电，主控制器采集直流电容两端的电压并进行判断，当直流电容两端的电压值与工作值的差值为20V～270V时，主控制器使接触器闭合，并使已闭合的充电继电器断开，直流电容开始快速充电，直到直流电容两端的电压达到工作值，主控制器驱动IGBT进入正常工作模式；当APF/SVG停止运行时，主控制器首先使IGBT关闭，再断开接触器，并切断APF/SVG和电网的连接，让放电继电器闭合，直流电容开始放电。在上述技术方案的基础上，所述工作值预先设置为600V～800V，当直流电容两端的电压值达到530V～580V时，主控制器使接触器闭合。本发明的有益效果在于：本发明一种APF/SVG直流电容的保护电路中具有充电保护电路和放电保护电路，当APF/SVG启动运行时，通过充电保护电路，对直流电容缓慢充电，当直流电容两端的电压值与工作值的差值为20V～270V时，直流电容开始快速充电，直到直流电容两端的电压达到工作值，从而避免了直流电容因其两端的电压超过其限值而损坏，进而保证APF/SVG正常运行；当APF/SVG停止运行时，通过放电保护电路，对直流电容进行放电，从而保证检修人员或其他操作人员的人身安全。附图说明图1为背景技术中APF/SVG三相六桥臂拓扑结构图；图2为本发明一种APF/SVG直流电容的充放电保护电路的结构图；图3为本发明另一种APF/SVG直流电容的充放电保护电路的结构图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。本发明一种APF/SVG直流电容的充放电保护电路，包括APF/SVG中的主控制器和三相六桥臂拓扑结构，三相六桥臂拓扑结构中每相包括两个串联的IGBT，串联后的两个IGBT再并联于直流电容回路，且串联后的两个IGBT的输出端均连接至一个输出电抗。还包括充电保护电路和放电保护电路，所述充电保护电路包括接触器，所述接触器与三相六桥臂拓扑结构中三相的输出电抗均连接，三相六桥臂拓扑结构中三相或任意两相均还连接一个限流电阻和一个充电继电器，限流电阻和充电继电器串联，串联后再与接触器并联。所述放电保护电路包括一个放电电阻和一个放电继电器，放电电阻和放电继电器串联，串联后再并联于直流电容的两端，其中，所述充电继电器、放电继电器、接触器还均与主控制器连接(图未示)，且均受到主控制器的控制。如图2所示，为本发明的一种实施例，三相六桥臂拓扑结构中，每一相均连接有一个限流电阻和一个充电继电器。其中，接触器QC与三相六桥臂拓扑结构中三相的输出电抗均连接。R1、R2、R3均为限流电阻，KA1、KA2、KA3均为充电继电器，限流电阻R1与充电继电器KA1串联、限流电阻R2与充电继电器KA2串联、限流电阻R3与充电继电器KA3串联，并且串联后均与接触器QC并联，并且是分别并联至每一相中，形成充电保护电路。放电电阻R4与放电继电器KA4串联，串联后再并联于直流电容C的两端。并且充电继电器KA1、充电继电器KA2、充电继电器KA3、放电继电器KA4、接触器QC均与主控制器连接(图未示)，且均受到主控制器的控制。本实施例中，APF/SVG直流电容的充放电保护方法具体包括：当APF/SVG启动运行时，主控制器控制接触器QC和放电继电器KA4均断开，并使所述充电继电器(KA1、KA2、KA3)均闭合，直流电容C开始缓慢充电，主控制器采集直流电容C两端的电压并进行判断，当直流电容C两端的电压值与工作值的差值为20V～270V时，主控制器使接触器QC闭合，并使已闭合的充电继电器(KA1、KA2、KA3)断开，直流电容C开始快速充电，直到直流电容C两端的电压达到工作值，主控制器驱动IGBT进入正常工作模式。本实施例中，所述直流电容两端的电压工作值预先设置为600V～800V，当直流电容两端的电压值达到530V～580时，主控制器使接触器闭合。当APF/SVG停止运行时，主控制器首先使IGBT关闭，再断开接触器QC，并切断APF/SVG和电网的连接，让放电继电器KA4闭合，直流电容C开始放电。如图3所示，为本发明的另一种实施例，其与上一实施例不同之处在于：三相六桥臂拓扑结构中两相均连接有一个限流电阻和一个充电继电器，其中R1、R2为限流电阻，KA1、KA2为充电继电器，限流电阻R1与充电继电器KA1串联、限流电阻R2与充电继电器KA2串联，并且串联后均与接触器QC并联，并且是分别并联至每一相中，形成充电保护电路。并且充电继电器KA1、充电继电器KA2、放电继电器KA4、接触器QC均与主控制器连接(图未示)，且均受到主控制器的控制。本实施例中，APF/SVG直流电容的充放电保护方法与上一实施例相同，不再赘述。本发明中，可以采用中间继电器代替主控制器对充电继电器、放电继电器的控制，让充电继电器与放电继电器之间形成互锁，充电继电器闭合时，放电继电器断开，或放电继电器闭合，而充电继电器断开，同样实现对直流电容的充放电保护。本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。