靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元及功率單元旁路裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元及功率單元旁路裝置，功率單元旁路裝置包括功率單元、旁路控制器和主控器，功率單元包括H橋電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、旁路控制電路和旁路電路，其中，驅(qū)動(dòng)控制電路分別與主控器、H橋電路連接，構(gòu)成功率單元旁路裝置中的驅(qū)動(dòng)控制部分；旁路控制電路分別與旁路控制器、旁路電路連接，構(gòu)成功率單元旁路裝置中的旁路控制部分。由于功率單元旁路裝置中的驅(qū)動(dòng)控制部分和旁路控制部分相對(duì)獨(dú)立，如此，使得功率單元中的旁路電路和驅(qū)動(dòng)控制電路分開(kāi)，使其不再共用一套光纖和主控通訊。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)生故障時(shí)，并不影響旁路電路的動(dòng)作，同時(shí)也有效避免了驅(qū)動(dòng)控制電路和旁路電路間的相互干擾。
【專利說(shuō)明】靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元及功率單元旁路裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及靜止無(wú)功發(fā)生器【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元及功率單元旁路裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在高壓無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域,靜止無(wú)功發(fā)生器(Static Var Generator, SVG)發(fā)展迅猛，技術(shù)上也日趨成熟，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。國(guó)內(nèi)的SVG以鏈?zhǔn)綖橹?，電壓等?jí)主要有6kV、IOkV和35kV。鏈?zhǔn)絊VG由多個(gè)功率單元組成，功率單元的數(shù)量由電壓等級(jí)決定。
[0003]由于功率單元結(jié)構(gòu)復(fù)雜且數(shù)量較多，因此鏈?zhǔn)絊VG的故障通常集中在功率單元上。為降低鏈?zhǔn)絊VG的故障率，目前通常在功率單元內(nèi)設(shè)置旁路電路，以在功率單元故障時(shí)可以自動(dòng)旁路，使鏈?zhǔn)絊VG能繼續(xù)運(yùn)行。
[0004]但是，現(xiàn)有的鏈?zhǔn)絊VG中的功率單元內(nèi)的旁路電路和驅(qū)動(dòng)控制電路并沒(méi)有分開(kāi)，它們共用一套光纖和主控通訊，這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)生故障時(shí)，容易導(dǎo)致旁路電路無(wú)法動(dòng)作，且驅(qū)動(dòng)控制電路還容易對(duì)旁路電路造成干擾，使旁路電路誤動(dòng)作。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元及功率單元旁路裝置，以提高旁路電路工作的可靠性，進(jìn)而提高靜止無(wú)功發(fā)生器工作的可靠性。
[0006]一種靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元，包括:
[0007]H橋電路；
[0008]與所述H橋電路連接，獲取所述H橋電路輸出的故障電信號(hào)，并將所述故障電信號(hào)輸出至外界控制單元的驅(qū)動(dòng)控制電路；
[0009]獲取所述外界控制單元輸出的旁路使能信號(hào)，并將所述旁路使能信號(hào)轉(zhuǎn)化為旁路連接控制信號(hào)的旁路控制電路；
[0010]分別與所述H橋電路、所述旁路控制電路連接，依據(jù)所述旁路控制電路輸出的所述旁路連接控制信號(hào)進(jìn)行投切的旁路電路。
[0011]優(yōu)選的，所述H橋電路與所述驅(qū)動(dòng)控制電路通過(guò)雙絞線連接。
[0012]優(yōu)選的，所述旁路控制電路與所述旁路電路通過(guò)電纜連接。
[0013]優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)控制電路的電源端與所述功率單元自身的直流母線連接。
[0014]優(yōu)選的，所述旁路控制電路的電源端與相鄰功率單元的直流母線連接。
[0015]優(yōu)選的，所述旁路電路為晶閘管旁路電路。
[0016]優(yōu)選的，所述旁路電路為絕緣柵雙極型晶體管電路。
[0017]優(yōu)選的，所述旁路電路為接觸器旁路電路。
[0018]一種功率單元旁路裝置，包括:
[0019]上述任一項(xiàng)所述的功率單元；
[0020]與所述功率單元中的所述旁路控制電路連接，用于向所述旁路控制電路輸出所述旁路使能信號(hào)的旁路控制器；
[0021]分別與所述旁路控制器、所述功率單元中的所述驅(qū)動(dòng)控制電路連接，用于獲取所述驅(qū)動(dòng)控制電路輸出的所述故障電信號(hào)，并將所述故障電信號(hào)轉(zhuǎn)化為旁路指令電信號(hào)輸出至所述旁路控制器的主控器。
[0022]優(yōu)選的，所述旁路控制器與所述旁路控制電路通過(guò)光纖連接。
[0023]優(yōu)選的，所述主控器與所述驅(qū)動(dòng)控制電路通過(guò)光纖連接。
[0024]從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提供了一種靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元及功率單元旁路裝置，功率單元旁路裝置包括功率單元、旁路控制器和主控器，功率單元包括H橋電路、驅(qū)動(dòng)控制電路、旁路控制電路和旁路電路，其中，驅(qū)動(dòng)控制電路分別與主控器、H橋電路連接，構(gòu)成功率單兀I芳路裝直中的驅(qū)動(dòng)控制部分；芳路控制電路分別與芳路控制器、旁路電路連接，構(gòu)成功率單元旁路裝置中的旁路控制部分。由于功率單元旁路裝置中的驅(qū)動(dòng)控制部分和旁路控制部分相對(duì)獨(dú)立，如此，使得功率單元中的旁路電路和驅(qū)動(dòng)控制電路分開(kāi)，使其不再共用一套光纖和主控通訊。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制電路發(fā)生故障時(shí)，并不影響旁路電路的動(dòng)作，同時(shí)也有效避免了驅(qū)動(dòng)控制電路和旁路電路間的相互干擾，從而提高了旁路電路工作的可靠性，進(jìn)而提高了靜止無(wú)功發(fā)生器工作的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的一種靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的一種晶閘管旁路電路的電路圖；
[0028]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的一種接觸器旁路電路的電路圖；
[0029]圖4 Ca)為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的一種IGBT電路的電路圖；
[0030]圖4 (b)為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的另一種IGBT電路的電路圖；
[0031]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的一種功率單元旁路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0033]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)了一種靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元的結(jié)構(gòu)示意圖，功率單TC 100包括:H橋電路101、驅(qū)動(dòng)控制電路102、芳路控制電路103和芳路電路104 ；
[0034]其中:
[0035]驅(qū)動(dòng)控制電路102與H橋電路101連接，用于獲取H橋電路101輸出的故障電信號(hào)，并將所述電信號(hào)輸出至外界控制單元。[0036]旁路控制電路103用于獲取所述外界控制單元輸出的旁路使能信號(hào)，并將所述旁路使能信號(hào)轉(zhuǎn)化為旁路連接控制信號(hào)。
[0037]旁路電路104分別與H橋電路101、旁路控制電路103連接，旁路電路104依據(jù)旁路控制電路103輸出的旁路連接控制信號(hào)進(jìn)行投切。
[0038]需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，H橋電路101和旁路電路104的第一公共端Tl和第二公共端T2作為功率單元100的輸出端。
[0039]綜上可以看出，旁路電路104和驅(qū)動(dòng)控制電路102不再共用一套光纖和主控通訊，而是彼此分開(kāi)。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制電路102發(fā)生故障時(shí)，并不影響旁路電路104的動(dòng)作，同時(shí)也有效避免了驅(qū)動(dòng)控制電路102和旁路電路104間的相互干擾，從而提高了旁路電路104工作的可靠性，進(jìn)而提高了靜止無(wú)功發(fā)生器工作的可靠性。
[0040]其中，本實(shí)施例中的功率單元為鏈?zhǔn)届o止無(wú)功發(fā)生器中的功率單元。
[0041]具體的，H橋電路101與驅(qū)動(dòng)控制電路102可以通過(guò)雙絞線連接。在實(shí)際連接過(guò)程中，為保證H橋電路101與驅(qū)動(dòng)控制電路102之間信息的暢通，通常采用4組雙絞線。
[0042]旁路控制電路103與旁路電路104可以通過(guò)電纜連接。
[0043]需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，驅(qū)動(dòng)控制電路102的電源端與功率單元自身的直流母線連接。具體參見(jiàn)圖1，電容C并聯(lián)連接在H橋電路101的兩端，以儲(chǔ)存電能。驅(qū)動(dòng)控制電路102的電源正輸入端連接電容C的正極板(也可以認(rèn)為是直流母線的DC+端)，驅(qū)動(dòng)控制電路102的電源負(fù)輸入端連接電容C的負(fù)極板(也可以認(rèn)為是直流母線的DC-端)。
[0044]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，當(dāng)H橋電路101出現(xiàn)故障時(shí)，為保證旁路控制電路103的正常工作，旁路控制電路103的電源端與相鄰功率單元的直流母線連接。
[0045]需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，旁路電路104可以是機(jī)械旁路(例如接觸器)，也可以是電子旁路(例如，IGBT、晶閘管等)。
[0046]其中，IGBT的英文全稱為Insulated Gate Bipolar Transistor,中文解釋為絕緣柵雙極型晶體管。
[0047]具體的，當(dāng)芳路電路104為晶閘管芳路電路時(shí)，晶閘管芳路電路的電路圖具體參見(jiàn)圖2，晶閘管旁路電路包括:第一二極管D1，第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4、電抗器L、電容Cl、晶閘管Vl和電阻R ；
[0048]第一二極管Dl的陰極與第三二極管D3的陰極連接，第一二極管Dl的陽(yáng)極與第二二極管D2的陰極連接，第二二極管D2的陽(yáng)極與第四二極管D4的陽(yáng)極連接；
[0049]第三二極管D3的陰極分別與電容Cl的正極板、晶閘管Vl的輸入端連接，第三二極管D3的陽(yáng)極與第四二極管D4的陰極連接，第四二極管D4的陽(yáng)極分別與電阻R的一端、晶閘管Vl的輸出端連接；
[0050]電容Cl的負(fù)極板連接電阻R的另一端，
[0051]第一二極管Dl和第二二極管D2的公共端連接電抗器L的一端，電抗器L的另一端作為晶閘管旁路電路的一個(gè)連接端，第三二極管D3和第四二極管D4的公共端作為晶閘管旁路電路的另一個(gè)連接端。
[0052]由于晶閘管旁路電路的工作原理本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，此處不再贅述。
[0053]當(dāng)旁路電路104為接觸器旁路電路時(shí)，接觸器旁路電路的電路圖具體參見(jiàn)圖3，同理，由于接觸器旁路電路的工作原理本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，此處不再贅述。[0054]當(dāng)旁路電路104為IGBT電路時(shí)，IGBT電路的電路圖可以為圖4 (a)，也可以為圖4 (b)，在圖4 (a)中包括兩個(gè)IGBT，兩個(gè)IGBT的發(fā)射極連接，兩個(gè)IGBT的集電極分別作為整個(gè)IGBT電路的兩個(gè)連接端。
[0055]圖4 (b)表不的IGBT電路與圖2晶閘管芳路電路中的連接關(guān)系基本相同，只是需要將晶閘管換成IGBT，且IGBT的集電極連接電容Cl的正極板，IGBT的發(fā)射極連接電阻R的另一端，并且在IGBT電路中無(wú)電抗器L，第一二極管Dl和第二二極管D2的公共端作為IGBT電路的一個(gè)連接端，第三二極管D3和第四二極管D4的公共端作為IGBT電路的另一個(gè)連接端。
[0056]參見(jiàn)圖5，本實(shí)用新型實(shí)施例公開(kāi)的一種功率單元旁路裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，功率單元旁路裝置包括上述各實(shí)施例中的功率單元100、旁路控制器200和主控器300 ；
[0057]其中:
[0058]旁路控制器200與功率單元100中的旁路控制電路103連接，用于向旁路控制電路103輸出旁路使能信號(hào)；
[0059]主控器300分別與旁路控制器200、功率單元100中的驅(qū)動(dòng)控制電路102連接，主控器300用于獲取驅(qū)動(dòng)控制電路102輸出的故障電信號(hào)，并將所述故障電信號(hào)轉(zhuǎn)化為旁路指令電信號(hào)輸出至旁路控制器200。
[0060]需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，旁路控制器200與旁路控制電路103通過(guò)光纖連接，該光纖包括兩根，其中一根用于向旁路控制電路103輸出電信號(hào)，另一根用于獲取旁路控制電路103輸出的電信號(hào)。
[0061]主控器300與驅(qū)動(dòng)控制電路102通過(guò)光纖連接，該光線包括兩根，其中一根用于向驅(qū)動(dòng)控制電路102輸出電信號(hào)，另一根用于獲取驅(qū)動(dòng)控制電路102輸出的電信號(hào)。
[0062]具體的，功率單元旁路裝置中的旁路動(dòng)作過(guò)程如下:
[0063]驅(qū)動(dòng)控制電路102獲取H橋電路101產(chǎn)生的故障電信號(hào)，通過(guò)光纖將該故障電信號(hào)輸出至主控器300 ；
[0064]其中，故障電信號(hào)可以為直流過(guò)電壓、單元超溫、IGBT過(guò)流中的一種或幾種。
[0065]主控器300根據(jù)故障電信號(hào)，判斷出該功率單元可以執(zhí)行旁路電路104后，主控器300將故障電信號(hào)轉(zhuǎn)化為旁路指令電信號(hào)輸出至旁路控制器200 ；
[0066]旁路控制器200獲取旁路指令電信號(hào)，然后通過(guò)光纖向旁路控制電路103輸出旁路使能信號(hào)；
[0067]旁路控制電路103依據(jù)獲取的旁路使能信號(hào)，向旁路電路104輸出旁路連接控制信號(hào)，從而控制旁路電路104投切；
[0068]經(jīng)過(guò)一段時(shí)間延時(shí)后，旁路控制電路103獲取旁路電路104反饋回來(lái)的旁路狀態(tài)信號(hào)(旁路連接成功或是不成功)，旁路控制電路103通過(guò)光纖將旁路狀態(tài)信號(hào)輸出至旁路控制器200 ；
[0069]旁路控制器200將獲取的旁路狀態(tài)信號(hào)輸出至主控器300 ；
[0070]主控器300獲取旁路狀態(tài)信號(hào)，如果故障功率單元旁路成功，則靜止無(wú)功發(fā)生器繼續(xù)帶旁路運(yùn)行，如果旁路不成功，則靜止無(wú)功發(fā)生器停止運(yùn)行。
[0071]綜上可以看出，驅(qū)動(dòng)控制電路102分別與主控器300、H橋電路101連接，構(gòu)成功率單元旁路裝置中的驅(qū)動(dòng)控制部分；旁路控制電路103分別與旁路控制器200、旁路電路104連接，構(gòu)成功率單元旁路裝置中的旁路控制部分。由于功率單元旁路裝置中的驅(qū)動(dòng)控制部分和旁路控制部分相對(duì)獨(dú)立，如此，使得功率單元中的旁路電路104和驅(qū)動(dòng)控制電路102分開(kāi)，使其不再共用一套光纖和主控通訊。因此，當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制電路102發(fā)生故障時(shí)，并不影響旁路電路104的動(dòng)作，同時(shí)也有效避免了驅(qū)動(dòng)控制電路102和旁路電路104間的相互干擾，從而提高了旁路電路104工作的可靠性，進(jìn)而提高了靜止無(wú)功發(fā)生器工作的可靠性。
[0072]本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。
[0073]對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種靜止無(wú)功發(fā)生器的功率單元，其特征在于，包括: H橋電路； 與所述H橋電路連接，獲取所述H橋電路輸出的故障電信號(hào)，并將所述故障電信號(hào)輸出至外界控制單元的驅(qū)動(dòng)控制電路； 獲取所述外界控制單元輸出的旁路使能信號(hào)，并將所述旁路使能信號(hào)轉(zhuǎn)化為旁路連接控制信號(hào)的旁路控制電路； 分別與所述H橋電路、所述旁路控制電路連接，依據(jù)所述旁路控制電路輸出的所述旁路連接控制信號(hào)進(jìn)行投切的旁路電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于，所述H橋電路與所述驅(qū)動(dòng)控制電路通過(guò)雙絞線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于，所述旁路控制電路與所述旁路電路通過(guò)電纜連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)控制電路的電源端與所述功率單元自身的直流母線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于，所述旁路控制電路的電源端與相鄰功率單元的直流母線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于，所述旁路電路為晶閘管旁路電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于，所述旁路電路為絕緣柵雙極型晶體管電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率單元，其特征在于，所述旁路電路為接觸器旁路電路。
9.一種功率單元旁路裝置，其特征在于，包括: 權(quán)力要求I至8任一項(xiàng)所述的功率單元； 與所述功率單元中的所述旁路控制電路連接，用于向所述旁路控制電路輸出所述旁路使能信號(hào)的旁路控制器； 分別與所述旁路控制器、所述功率單元中的所述驅(qū)動(dòng)控制電路連接，用于獲取所述驅(qū)動(dòng)控制電路輸出的所述故障電信號(hào)，并將所述故障電信號(hào)轉(zhuǎn)化為旁路指令電信號(hào)輸出至所述旁路控制器的主控器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率單元旁路裝置，其特征在于，所述旁路控制器與所述旁路控制電路通過(guò)光纖連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的功率單元旁路裝置，其特征在于，所述主控器與所述驅(qū)動(dòng)控制電路通過(guò)光纖連接。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK203722241SQ201320837339
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】顧碩, 梁洪, 杜健, 張巍 申請(qǐng)人:海南金盤電氣有限公司