專利名稱：一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要應(yīng)用于風(fēng)カ發(fā)電機(jī)的保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，滿足電網(wǎng)跌落低電壓穿越的不同階段對(duì)Crowbar保護(hù)電阻的不同需求。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)カ發(fā)電場(chǎng)的低電壓穿越，目前變流器crowbar保護(hù)是采用較多的一種技木。通過裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的Crowbar保護(hù)裝置，用于防止當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，引起轉(zhuǎn)子電流過大而對(duì)變流器造成的損害。一般的Crowbar保護(hù)電路包括一個(gè)晶闡管和一個(gè)Crowbar保護(hù)電阻，在正常狀態(tài)下，晶闡管導(dǎo)通，從而將Crowbar電阻短路；當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)跌落、轉(zhuǎn)子電流升高、變流器母線電壓升高時(shí)，晶闡管截止，從而通過Crowbar電阻釋放掉轉(zhuǎn)子中的能量，保護(hù)變流器。Crowbar保護(hù)裝置的保護(hù)效果受多種因素限制，特別是·Crowbar保護(hù)電阻值的確定和投切時(shí)機(jī)的選擇影響整個(gè)保護(hù)裝置的成敗。在剛開始電壓跌落、轉(zhuǎn)子電流上升過程中，Crowbar保護(hù)電阻越大，轉(zhuǎn)子繞組電流值越會(huì)得到有效抑制，轉(zhuǎn)子電流升高的幅值越小。此時(shí)，由于轉(zhuǎn)子內(nèi)功率因數(shù)隨Crowbar保護(hù)電阻的増加而變好，故障分量會(huì)通過等效轉(zhuǎn)子阻抗被快速消耗，所以雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)吸收的無功功率將減小，從而有利于電網(wǎng)電壓恢復(fù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路中故障電流升高到一定值，不再增加時(shí)，Crowbar保護(hù)電阻的越大，Crowbar保護(hù)電阻兩端電位差越大,過大的電壓會(huì)通過與IGBT反并聯(lián)的ニ極管對(duì)變流器中的直流母線電容進(jìn)行反充電，從而影響母線電容安全運(yùn)行。所以，為防止反向充電過大，在轉(zhuǎn)子回路故障電流穩(wěn)定時(shí)，希望Crowbar保護(hù)電阻的取值越小越好。綜上所述，在電網(wǎng)跌落低電壓穿越的初期，為了有效地抑制轉(zhuǎn)子繞組的電流，期望Crowbar保護(hù)電阻越大越好；在電網(wǎng)跌落低電壓穿越的后期，為了妨止對(duì)母線電壓的反向充電過高，期望Crowbar保護(hù)電阻越小越好。在傳統(tǒng)的Crowbar保護(hù)裝置中，一般都是在這兩個(gè)期望值之間取一中間值來中和二者的關(guān)系。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決低電壓穿越中Crowbar保護(hù)電阻值的選擇難以平衡兼顧的問題，本實(shí)用新型提供了一種雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，其通過變流器對(duì)保護(hù)電阻阻值進(jìn)行控制，滿足電網(wǎng)跌落低電壓穿越的不同階段對(duì)Crowbar保護(hù)電阻的不同需求。為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是ー種雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，包括變流器、ニ極管、繼電器、RC濾波回路、保護(hù)電阻電路；其中二極管分成3組，分別接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相；其特征在于所述繼電器吸合線圈Q與RC濾波回路串聯(lián)，保護(hù)電阻電路與繼電器開關(guān)K串聯(lián)，兩者都接入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)主電路的兩端；變流器與所述繼電器和保護(hù)電阻電路分別連接。作為本實(shí)用新型的一種變化形式，所述保護(hù)電阻電路為電阻Rl與開關(guān)Kl串聯(lián)，電阻R2與開關(guān)K2串聯(lián)，兩者再并聯(lián)形成的電路；電阻Rl為大電阻，電阻R2為小電阻；變流器與開關(guān)Kl和開關(guān)K2連接。作為本實(shí)用新型的另外ー種變化形式，所述保護(hù)電阻電路為ー個(gè)可變電阻器。所述繼電器是晶闡管繼電器。所述ニ極管每相由2個(gè)ニ極管串聯(lián)組成，三相共6支ニ極管。本實(shí)用新型的有益效果在于1、解決了風(fēng)カ發(fā)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)Crowbar保護(hù)裝置中Crowbar保護(hù)電阻的取值難以確定的問題；2、簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)使得本實(shí)用新型裝置成本得以有效的降低；3、本實(shí)用新型涉及的部件較少，有利于更換和維護(hù)，降低了后期的使用成本。

·[0012]圖ICrowbar保護(hù)裝置原理圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例I的原理圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)的描述根據(jù)圖f 3可以知道，Crowbar保護(hù)裝置裝在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)，用于防止當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，引起轉(zhuǎn)子電流過大而對(duì)變流器造成的損害。正常情況下，三相交流電為對(duì)稱的三相交流電，其電壓、電流之和均應(yīng)該為零，從而通過繼電器吸合線圈Q的電流為零；當(dāng)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生小干擾電流吋，繼電器吸合線圈Q不會(huì)吸合，電流在流經(jīng)RC濾波電路濾波后，饋入電網(wǎng)中，不會(huì)造成能量浪費(fèi)；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障吋，轉(zhuǎn)子電流變大，導(dǎo)致通過繼電器吸合線圈Q的電流變大，繼電器吸合線圈吸合，開關(guān)K閉合，將轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的能量在保護(hù)電阻上以熱能的方式損耗，從而避免對(duì)變流器的損壞。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流恢復(fù)正常后，通過繼電器吸合線圈Q的電流變小，繼電器吸合線圈Q松開。為了防止電流振蕩而引起繼電器的頻繁動(dòng)作，由變流器通過對(duì)轉(zhuǎn)子電流的檢測(cè)來控制開關(guān)K的斷開，從而使Crowbar電路恢復(fù)到正常狀態(tài)。在電網(wǎng)跌落低電壓穿越的初期，為了有效地抑制轉(zhuǎn)子繞組的電流，期望Crowbar保護(hù)電阻越大越好；在電網(wǎng)跌落低電壓穿越的后期，為了防止對(duì)母線電壓的反向充電過高，期望Crowbar保護(hù)電阻越小越好。為了上述目的，本實(shí)用新型通過變流器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子電流的大小后，對(duì)保護(hù)電阻電路進(jìn)行控制，根據(jù)轉(zhuǎn)子電流大小選擇相應(yīng)的保護(hù)電阻阻值。上述技術(shù)方案可以通過以下的實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)實(shí)施例I :如圖2如示，一種雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)變流器主動(dòng)式Crowbar保護(hù)裝置，包括ニ極管、繼電器、濾波電阻R、濾波電容C、大功率電阻Rl、小功率電阻R2、開關(guān)Kl、開關(guān)K2 ;繼電器包括吸合線圈Q和開關(guān)K ;電阻Rl與開關(guān)Kl串聯(lián)，電阻R2與開關(guān)K2串聯(lián)，兩者并聯(lián)后再與繼電器開關(guān)K串聯(lián)接入主電路；繼電器吸合線圈Q、濾波電阻R、濾波電容C串聯(lián)在主電路上；變流器與繼電器連接，變流器可控制其通斷；變流器與開關(guān)K1、K2相連接，變流器可以控制其閉合與斷開；三相ニ極管部分，分別接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相，每相是由2個(gè)ニ極管串聯(lián)組成，三相共6支ニ極管,控制其電流的流向；Crowbar保護(hù)裝置轉(zhuǎn)出端接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)主電路的兩端；上述繼電器一般采用晶閘管繼電器。在正常情況下，晶闡管處于導(dǎo)通狀態(tài)，Crowbar保護(hù)電阻被短路。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生小干擾電流時(shí)，電流在流經(jīng)RC濾波電路濾波后，饋入電網(wǎng)中，不會(huì)造成能量浪費(fèi)；當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，其工作過程如下故障初期，轉(zhuǎn)子電流變大，導(dǎo)致通過繼電器吸合線圈Q的電流變大，線圈Q吸合，開關(guān)K閉合，同時(shí)變流器將Kl閉合，K2斷開，將轉(zhuǎn)子電流產(chǎn)生的能量在電阻Rl上以熱能的方式損耗，從而避免對(duì)變流器的損壞。此時(shí)由于Rl較大，轉(zhuǎn)子繞組電流值越會(huì)得到有效抑制，轉(zhuǎn)子電流幅值較小。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流達(dá)到峰值后，變流器再令K2閉合，Kl斷開，將轉(zhuǎn)子電流的能量在電阻R2上以熱能的方式損耗。此時(shí)由于R2取值較小，不會(huì)產(chǎn)生過高的電壓差，不會(huì)對(duì)變流器中的直流母線電容進(jìn)行過高的反充電，保護(hù)了母線電容安全運(yùn)行。當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)子電流正常，通過繼電器吸合線圈Q的電流變小，吸合線圈Q松開。為了防止電流振蕩而引起繼電器的頻繁動(dòng)作，由變流器通過對(duì)轉(zhuǎn)子電流的檢測(cè)來控制開關(guān)K的斷開，從而使Crowbar電路恢復(fù)到正常狀態(tài)。 ·[0022]實(shí)施例2 如圖3所示，一種雙饋風(fēng)カ發(fā)電機(jī)變流器主動(dòng)式Crowbar保護(hù)裝置，包括ニ極管、繼電器、滑動(dòng)功率電阻R3、濾波電阻R、濾波電容C ;繼電器包括吸合線圈Q和開關(guān)K ;可變電阻器R3與繼電器開關(guān)K串聯(lián)接入主電路；繼電器吸合線圈Q、濾波電阻R、濾波電容C串聯(lián)在主電路上；繼電器與變流器相連接，變流器可控制其通斷；可變電阻R3與變流器相聯(lián)，變流器可控制R3的阻值；三相ニ極管部分，分別接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相，每相是由2個(gè)ニ極管串聯(lián)組成，三相共6支ニ極管,控制其電流的流向；Crowbar保護(hù)裝置轉(zhuǎn)出端接發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)主電路的兩端；上述繼電器一般采用晶閘管繼電器。與實(shí)施例I類似，在本實(shí)施例中，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障吋，轉(zhuǎn)子電流變大，導(dǎo)致通過繼電器吸合線圈Q的電流變大，線圈Q吸合，開關(guān)K閉合，可變電阻R3投入使用。在低電壓穿越初期，變流器通過控制使R3的電阻值取最大值，從而較快速地?fù)p耗轉(zhuǎn)子電流；在低電壓穿越后期，變流器通過控制使R3的電阻值取最小值，將轉(zhuǎn)子電流的能量繼續(xù)在電阻R3上以熱能的方式損耗，并且不會(huì)產(chǎn)生過高的電壓差，從而在變流器啟動(dòng)時(shí)，機(jī)側(cè)IGBT導(dǎo)通后，不會(huì)對(duì)與IGBT反并聯(lián)的ニ極管對(duì)變流器中的直流母線電容進(jìn)行過高的反充電，保護(hù)了母線電容安全運(yùn)行。當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常后，轉(zhuǎn)子電流正常，通過繼電器吸合線圈Q的電流變小，吸合線圈Q松開，為了防止電流振蕩而引起繼電器的頻繁動(dòng)作，由變流器通過對(duì)轉(zhuǎn)子電流的檢測(cè)來控制開關(guān)K的斷開，從而使Crowbar電路恢復(fù)到正常狀態(tài)。本實(shí)施例目的在于使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員可以據(jù)其了解本實(shí)用新型的技術(shù)方案并加以實(shí)施，并不能以其限制本專利的保護(hù)范圍，凡依據(jù)本實(shí)用新型披露技術(shù)所作的變形，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)，專利的保護(hù)范圍以權(quán)カ要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，包括變流器、二極管、繼電器、RC濾波回路、保護(hù)電阻電路；其中二極管分成3 組，分別接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相；其特征在于所述繼電器吸合線圈Q與RC濾波回路串聯(lián)，保護(hù)電阻電路與繼電器開關(guān)K串聯(lián)，兩者都接入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)主電路的兩端；變流器與所述繼電器和保護(hù)電阻電路分別連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，其特征在于所述保護(hù)電阻電路為電阻Rl與開關(guān)Kl串聯(lián)，電阻R2與開關(guān)K2串聯(lián)，兩者再并聯(lián)形成的電路；電阻Rl為大電阻，電阻R2為小電阻；變流器與開關(guān)Kl和開關(guān)K2連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，其特征在于所述保護(hù)電阻電路為一個(gè)可變電阻器。
4.根據(jù)權(quán)利要求f3任一項(xiàng)所述一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，其特征在于所述繼電器是晶闡管繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求f3任一項(xiàng)所述一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，其特征在于所述二極管每相由2個(gè)二極管串聯(lián)組成，三相共6支二極管。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器Crowbar保護(hù)裝置，包括變流器、二極管、繼電器、RC濾波回路、保護(hù)電阻電路；其中二極管分成3組，分別接到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的三相；其特征在于所述繼電器吸合線圈Q與RC濾波回路串聯(lián)，保護(hù)電阻電路與繼電器開關(guān)K串聯(lián)，兩者都接入發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)主電路的兩端；變流器與所述繼電器和保護(hù)電阻電路分別連接。該實(shí)用新型通過變流器對(duì)保護(hù)電阻的取值進(jìn)行控制，解決了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組低電壓穿越時(shí)Crowbar保護(hù)裝置中Crowbar保護(hù)電阻的取值難以確定的問題；電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，降低了設(shè)備的制造安裝和后期維護(hù)使用的成本。
文檔編號(hào)H02J3/38GK202759223SQ20122046598
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者羅成, 胡佑群, 蔣耀生, 宋建秀, 張東輝, 楊印博, 鄔冬臨, 李遠(yuǎn)瓊 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司