一種電力電子設(shè)備故障自愈裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電力電子設(shè)備故障自愈裝置，它包括串聯(lián)電路故障自愈單元和并聯(lián)電路故障自愈單元，所述串聯(lián)電路故障自愈單元包括旁路開(kāi)關(guān)和串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，所述旁路開(kāi)關(guān)與所述串聯(lián)電路上的功能器件并聯(lián)，所述串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與所述旁路開(kāi)關(guān)連接；所述并聯(lián)電路故障自愈單元包括多組斷路開(kāi)關(guān)和并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，所述斷路開(kāi)關(guān)與所述并聯(lián)電路串聯(lián)，所述并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與所述斷路開(kāi)關(guān)連接。該裝置能夠下啟動(dòng)自愈機(jī)制，避免次生故障的連鎖發(fā)生，并保證電力電子設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)能夠?qū)⒉豢深A(yù)知的突然事故轉(zhuǎn)化為可以預(yù)知的計(jì)劃?rùn)z修工作。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電力電子設(shè)備故障自愈裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力設(shè)備安全保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于防止電力電子設(shè)備次生故障，保證其可靠運(yùn)行的電力電子設(shè)備故障自愈裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力電子設(shè)備是以電力電子器件為主要功能元件的設(shè)備，包括換流閥，電子開(kāi)關(guān)和電子交流電力控制器，是電網(wǎng)運(yùn)行不可缺少的重要設(shè)備，而且每一項(xiàng)設(shè)備都是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，在電力電子設(shè)備中功率器件數(shù)量極其龐大。例如換流閥，它是直流輸電工程的核心設(shè)備，其通過(guò)依次將三相交流電壓連接到直流端得到期望的直流電壓和實(shí)現(xiàn)對(duì)功率的控制，其價(jià)值往往占換流站成套設(shè)備總價(jià)的22?25%。換流閥是由數(shù)量巨大的功率器件采用多級(jí)串聯(lián)和并聯(lián)組成，在運(yùn)行過(guò)程中，強(qiáng)大的電壓要靠眾多的功率器件共同承擔(dān)，方能保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一旦出現(xiàn)非均壓狀況，則很可能釀成整個(gè)環(huán)流系統(tǒng)的癱瘓。目前，電力系統(tǒng)在建站過(guò)程中雖然采用了冗余設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了均壓處理，但是，一個(gè)功率器件串通常由數(shù)十個(gè)功率器件相互串聯(lián)構(gòu)成，運(yùn)行中一個(gè)功率器件出現(xiàn)故障，就會(huì)使整個(gè)功率器件串停止工作，系統(tǒng)電壓即由其它功率器件負(fù)擔(dān)，而設(shè)計(jì)冗余量往往僅有2-3%，在這種情況下，必然導(dǎo)致功率器件的大面積過(guò)載，故而單一元件損壞后就會(huì)導(dǎo)致整套設(shè)備不能工作，甚至導(dǎo)致多個(gè)器件同時(shí)損壞，不僅帶來(lái)極大的維修工作量和長(zhǎng)時(shí)間的停電，電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失也是難于估量的。迄今為止，這一問(wèn)題尚未得到較好的解決。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為克服已有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電力電子設(shè)備故障自愈裝置，該方法能夠在功率器件故障狀態(tài)下啟動(dòng)自愈機(jī)制，保證電力電子設(shè)備的安全運(yùn)行，預(yù)防次生事故的發(fā)生，同時(shí)能夠?qū)⒉豢深A(yù)知的突然事故轉(zhuǎn)化為可以預(yù)知的計(jì)劃?rùn)z修工作。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:一種電力電子設(shè)備故障自愈裝置，包括多個(gè)功率器件分別組成的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路和并聯(lián)電路分別設(shè)置串聯(lián)電路故障自愈單元和并聯(lián)電路故障自愈單元，所述串聯(lián)電路故障自愈單元包括旁路開(kāi)關(guān)和串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，所述旁路開(kāi)關(guān)與所述串聯(lián)電路上的功能器件并聯(lián)，所述串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與所述旁路開(kāi)關(guān)連接；所述并聯(lián)電路故障自愈單元包括多組斷路開(kāi)關(guān)和并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，所述斷路開(kāi)關(guān)與所述并聯(lián)電路串聯(lián)，所述并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與所述斷路開(kāi)關(guān)連接。
[0005]所述串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)包括光電隔離開(kāi)關(guān)與之連接的比較器I，所述比較器I連接有同步觸發(fā)脈沖器，所述旁路開(kāi)關(guān)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與所述比較器I連接。
[0006]所述并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)包括多組光電隔離開(kāi)關(guān)與之連接的比較器II，所述比較器I連接有同步觸發(fā)脈沖器，所述多組斷路開(kāi)關(guān)和比較器II相互并聯(lián)。
[0007]所述比較器1、II分別通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接有顯示控制器。
[0008]本實(shí)用新型的電力電子設(shè)備故障自愈裝置，能夠下啟動(dòng)自愈機(jī)制，避免次生故障的連鎖發(fā)生，并保證電力電子設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)能夠?qū)⒉豢深A(yù)知的突然事故轉(zhuǎn)化為可以預(yù)知的計(jì)劃?rùn)z修工作。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明
[0010]圖1是本實(shí)用新型中串聯(lián)電路故障自愈單元和并聯(lián)電路故障自愈單元電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型中串聯(lián)電路故障自愈單元和并聯(lián)電路故障自愈單元電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]根據(jù)實(shí)用新型人研究，換流閥，電子開(kāi)關(guān)和電子交流電力控制器等電力電子設(shè)備，其主要部分是由數(shù)量巨大的功率器件先分別通過(guò)并聯(lián)構(gòu)成功率器件串，然后再分別由多個(gè)功率器件串通過(guò)相互并聯(lián)構(gòu)成三相電流轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)。在這些設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，其通過(guò)各相電流轉(zhuǎn)換控制單元的電流由各個(gè)功率器件平均負(fù)擔(dān)，一旦出現(xiàn)較為嚴(yán)重的非均壓狀況，則會(huì)導(dǎo)致大面積功率器件的過(guò)載，造成功率器件的大量毀損和整個(gè)設(shè)備的癱瘓，不僅維修工作量巨大，導(dǎo)致大面積較長(zhǎng)時(shí)間的停電，也給電力企業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在進(jìn)行電力電子設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，一般都要多方面采取均壓措施，進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。但是，處于經(jīng)濟(jì)性考慮，其冗余量通常在2%-3%，而在實(shí)際運(yùn)行中，一個(gè)功率器件的損壞，往往會(huì)造成一個(gè)或多個(gè)功率器件串的癱瘓，上述冗余量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能補(bǔ)償?shù)?，?qiáng)大的電流即由剩余的功率器件來(lái)負(fù)擔(dān)，則這些功率器件將嚴(yán)重超載而出現(xiàn)連鎖性的毀損。本實(shí)用新型則是根據(jù)這類(lèi)故障發(fā)生的連鎖性，通過(guò)本電力電子設(shè)備故障自愈裝置對(duì)故障功率器件實(shí)施單個(gè)隔離或單相隔離，由此避免次生故障的連鎖發(fā)生，利用設(shè)備設(shè)計(jì)的冗余，保證設(shè)備的可靠運(yùn)行，同時(shí)將不可預(yù)知的突然事故轉(zhuǎn)化為可以預(yù)知的計(jì)劃?rùn)z修工作。
[0013]本實(shí)用新型的電力電子設(shè)備故障自愈裝置，包括由多個(gè)功率器件分別組成的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路和并聯(lián)電路分別設(shè)置串聯(lián)電路故障自愈單元和并聯(lián)電路故障自愈單元，所述串聯(lián)電路故障自愈單元包括旁路開(kāi)關(guān)和串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，所述旁路開(kāi)關(guān)分別對(duì)應(yīng)與所述串聯(lián)電路上的各個(gè)功能器件并聯(lián)，所述串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與所述旁路開(kāi)關(guān)連接；所述串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)包括光電隔離開(kāi)關(guān)與之連接的比較器I，所述比較器I連接有同步觸發(fā)脈沖器，所述旁路開(kāi)關(guān)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與所述比較器I連接。所述并聯(lián)電路故障自愈單元包括多組斷路開(kāi)關(guān)和并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，所述斷路開(kāi)關(guān)與所述并聯(lián)電路串聯(lián)，所述并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與所述斷路開(kāi)關(guān)連接。所述并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)包括多組光電隔離開(kāi)關(guān)與之連接的比較器II，所述比較器II與同步觸發(fā)脈沖器連接，所述多組斷路開(kāi)關(guān)和比較器II相互并聯(lián)。所述比較器1、II通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接有顯示控制器。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖1、圖2所示，以換流閥為例，它包括由數(shù)量巨大的晶閘管I分別通過(guò)并聯(lián)構(gòu)成晶閘管串的串聯(lián)電路，然后再分別由多個(gè)晶閘管串7通過(guò)相互并聯(lián)分別構(gòu)成并聯(lián)電路并分別組成三相電流轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的電力電子設(shè)備故障自愈裝置，即是在所述串聯(lián)電路和并聯(lián)電路分別設(shè)置串聯(lián)電路故障自愈單元和并聯(lián)電路故障自愈單元。所述串聯(lián)電路故障自愈單元是在相互串聯(lián)的每個(gè)晶閘管I兩端并聯(lián)一個(gè)旁路開(kāi)關(guān)3和一個(gè)光電隔離開(kāi)關(guān)2，所述光電隔離開(kāi)關(guān)2連接有比較器I 6，多個(gè)比較器I 6與同步觸發(fā)脈沖器4連接，由所述光電隔離開(kāi)關(guān)2、比較器I 6和同步觸發(fā)脈沖器4連接構(gòu)成串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)。
[0015]對(duì)于多串晶閘管相互并聯(lián)的部分采用所述并聯(lián)電路故障自愈單元進(jìn)行保護(hù)，所述并聯(lián)電路故障自愈單元是在相互并聯(lián)的每個(gè)晶閘管7串聯(lián)電路中串聯(lián)一個(gè)斷路開(kāi)關(guān)8和一個(gè)光電隔離開(kāi)關(guān)12，每個(gè)光電隔離開(kāi)關(guān)12連接有一個(gè)比較器II 9，多組斷路開(kāi)關(guān)8和比較器II 9相互并聯(lián)。比較器II 9連接有同步觸發(fā)脈沖器10，當(dāng)然也可與串聯(lián)電路故障自愈單元共用一個(gè)同步觸發(fā)脈沖器。所述比較器I 6、II 9通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接有顯示控制器5，用于故障信號(hào)的報(bào)警顯不。
[0016]本裝置在使用過(guò)程中，并聯(lián)于晶閘管的光電隔離開(kāi)關(guān)輸出的信號(hào)同步于晶閘管的開(kāi)斷工作狀態(tài)，這一信號(hào)與同步觸發(fā)脈沖器器的輸出信號(hào)比較，這兩個(gè)信號(hào)如果同步則比較器不輸出，如不同步則輸出控制命令，令并聯(lián)于該晶閘管的旁路開(kāi)關(guān)閉合，自動(dòng)短路掉故障的晶閘管，同時(shí)通過(guò)總線(xiàn)向顯示控制器發(fā)出顯示該顯示控制故障的指示信息。并聯(lián)于晶閘管勻流電阻兩端的光電隔離開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)同步于晶閘管的開(kāi)斷工作狀態(tài)，這個(gè)信號(hào)與同步觸發(fā)脈沖器的輸出信號(hào)比較，這兩個(gè)信號(hào)如同步則比較器不輸出，如不同步則輸出控制命令，令串聯(lián)于該晶閘管的斷路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，自動(dòng)斷開(kāi)故障的晶閘管串，同時(shí)通過(guò)總線(xiàn)向顯示控制器發(fā)出顯示該功率器件故障的指示信息。
【權(quán)利要求】
1.一種電力電子設(shè)備故障自愈裝置，它包括多個(gè)功率器件分別組成的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路，其特征在于:所述串聯(lián)電路和并聯(lián)電路分別設(shè)置串聯(lián)電路故障自愈單元和并聯(lián)電路故障自愈單元，所述串聯(lián)電路故障自愈單元包括旁路開(kāi)關(guān)和串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，所述旁路開(kāi)關(guān)與所述串聯(lián)電路上的功能器件并聯(lián)，所述串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與所述旁路開(kāi)關(guān)連接；所述并聯(lián)電路故障自愈單元包括多組斷路開(kāi)關(guān)和并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)，所述斷路開(kāi)關(guān)與所述并聯(lián)電路串聯(lián)，所述并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)與所述斷路開(kāi)關(guān)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的電力電子設(shè)備故障自愈裝置，其特征在于:所述串聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)包括光電隔離開(kāi)關(guān)與之連接的比較器I，所述比較器I連接有同步觸發(fā)脈沖器，所述旁路開(kāi)關(guān)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與所述比較器I連接。
3.如權(quán)利要求1所述的電力電子設(shè)備故障自愈裝置，其特征在于:所述并聯(lián)電路監(jiān)測(cè)控制機(jī)構(gòu)包括多組光電隔離開(kāi)關(guān)與之連接的比較器II，所述比較器I連接有同步觸發(fā)脈沖器，所述多組斷路開(kāi)關(guān)和比較器II相互并聯(lián)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電力電子設(shè)備故障自愈裝置，其特征在于:所述比較器1、II分別通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接有顯示控制器。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK203617789SQ201320718249
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】羅道軍, 羅翔升, 張朋飛, 鄭衛(wèi)東, 張治國(guó), 孟麗英 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司南陽(yáng)供電公司