变压器中性点保护装置、系统和断路器制造方法及图纸

本申请涉及一种变压器中性点保护装置、系统和断路器，变压器中性点保护装置包括：隔直电容器、电流检测器、三电平逆变器和控制器。本通过设置有隔直电容器可以有效阻隔土壤中的直流电，同时通过设置所述电流检测器检测从土壤中流入所述隔直电容器的第一谐波电流，然后通过控制器控制所述三电平逆变器产生与所述第一谐波电流大小相同，方向相反的第二谐波电流，使得流入变压器中性点的第一谐波电流与所述第二谐波电流相互叠加以抵消，从而解决了现有技术中存在的目前流入交流变压器中性点的谐波无法被消除的技术问题，达到了消除流入交流变压器中性点的谐波的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
变压器中性点保护装置、系统和断路器
本申请涉及电气设备
，特别是涉及一种变压器中性点保护装置、系统和断路器。
技术介绍
交流变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)，一般应用于变电站等环境中用于对变电站的输入电压和输出电压进行电压变换。交流变压器的中性点在使用时需要保持接地，但是土壤中由于附近高压直流输电系统或者其他非线性系统等的存在会产生直流电、谐波等外电流，当外电流等随接地装置流入交流变压器的中性点会严重影响交流变压器的工作稳定性。目前针对外电流主要采用无源滤波器等来实现对于外电流的过滤，但是目前的无源滤波器只能去除外电流中的直流电，但无法消除外电流中的谐波，从而导致目前流入交流变压器中性点的谐波无法被消除。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前流入交流变压器中性点的谐波无法被消除的问题，提供一种变压器中性点保护装置、系统和断路器。一种变压器中性点保护装置，包括：隔直电容器，包括相对的第一极板与第二极板，所述第一极板用于连接变压器中性点，所述第二极板接地；电流检测器，所述电流检测器的输入端与所述第二极板电连接，所述电流检测器用于检测流入所述第二极板的第一谐波电流；三电平逆变器，所述三电平逆变器的输入端用于连接电源设备，所述三电平逆变器的输出端与所述第二极板电连接；控制器，所述控制器的输入端与所述电流检测器的输出端电连接，所述控制器的输出端与所述三电平逆变器的控制端电连接，所述控制器用于根据所述第一谐波电流控制所述三电平逆变器输出第二谐波电流，所述第二谐波电流与所述第一谐波电流大小相等，且互为反向电流。在其中一个实施例中，所述三电平逆变器包括：第一钳位回路，所述第一钳位回路的第一端用于连接所述电源设备的正极，所述第一钳位回路的第二端用于连接所述电源设备的负极，所述第一钳位回路的第三端与所述第二极板电连接；第二钳位回路，所述第二钳位回路的第一端与所述第一钳位回路的第一端电连接，所述第二钳位回路的第二端与所述第一钳位回路的第二端电连接，所述第二钳位回路的第三端与所述电流检测器的输入端电连接，所述第二钳位回路的第四端与所述第一钳位回路的第四端电连接；所述第一钳位回路与所述第二钳位回路的控制端均与所述控制器的输出端电连接；电容组件，所述电容组件的第一端与所述第二钳位回路的第一端电连接，所述电容组件的第二端与所述第二钳位回路的第二端电连接，所述电容组件的第三端与所述第二钳位回路的第四端电连接。在其中一个实施例中，所述第一钳位回路包括：第一IGBT管，所述第一IGBT管的发射极用于连接所述电源设备的正极；第二IGBT管，所述第二IGBT管的发射极与所述第一IGBT管的集电极电连接；第三IGBT管，所述第三IGBT管的发射极分别与所述第二IGBT管的集电极和所述第二极板电连接；第四IGBT管，所述第四IGBT管的发射极与所述第三IGBT管的集电极电连接，所述第四IGBT管的集电极用于连接所述电源设备的负极；所述第一IGBT管、所述第二IGBT管、所述第三IGBT管和所述第四IGBT管的门极均与所述控制器的输出端电连接；第一二极管，所述第一二极管的负极与所述第一IGBT管的集电极电连接；第二二极管，所述第二二极管的负极分别与所述第一二极管的正极和所述所述第二钳位回路的第四端电连接，所述第二二极管的正极与所述第三IGBT管的集电极电连接。在其中一个实施例中，所述第二钳位回路包括：第五IGBT管，所述第五IGBT管的发射极分别与所述第一IGBT管的发射极和所述电容组件的第一端电连接；第六IGBT管，所述第六IGBT管的发射极与所述第五IGBT管的集电极电连接；第七IGBT管，所述第七IGBT管的发射极分别与所述第六IGBT管的集电极和所述电流检测器的输入端电连接；第八IGBT管，所述第八IGBT管的发射极与所述第七IGBT管的集电极电连接，所述第八IGBT管的集电极分别与所述第四IGBT管的集电极与所述电容组件的第二端电连接；第三二极管，所述第三二极管的负极与所述第五IGBT管的集电极电连接，所述第三二极管的正极分别与所述第一二极管的正极和所述电容组件的第三端电连接；第四二极管，所述第四二极管的负极与所述第三二极管的正极电连接，所述第四二极管的正极与所述第七IGBT管的集电极电连接。在其中一个实施例中，所述电容组件包括：第一电容，所述第一电容的第一端与所述第五IGBT管的发射极电连接，所述第一电容的第二端与所述第三二极管的正极电连接；第二电容，所述第二电容的第一端与所述第一电容的第二端电连接，所述第二电容的第二端与所述第八IGBT管的集电极电连接。在其中一个实施例中，还包括：无源滤波器，所述无源滤波器的输入端与所述三电平逆变器的输出端电连接。在其中一个实施例中，还包括：隔离变压器，所述隔离变压器的输入绕组与所述无源滤波器电连接，所述隔离变压器的输出绕组的一端与所述第二极板电连接，另一端与所述电流检测器的输入端电连接。在其中一个实施例中，还包括：交流滤波组件，所述交流滤波组件的第一端接地，所述交流滤波组件的第二端与所述电流检测器的输入端电连接。一种变压器中性点保护系统，包括：如上所述的变压器中性点保护装置；电源设备，与所述三电平逆变器的输入端电连接。一种断路器，包括如上所述的变压器中性点保护装置。本申请实施例提供了一种变压器中性点保护装置，包括：隔直电容器、电流检测器、三电平逆变器和控制器。本通过设置有隔直电容器可以有效阻隔土壤中的直流电，同时通过设置所述电流检测器检测从土壤中流入所述隔直电容器的第一谐波电流，然后通过控制器控制所述三电平逆变器产生与所述第一谐波电流大小相同，方向相反的第二谐波电流，使得流入变压器中性点的第一谐波电流与所述第二谐波电流相互叠加以抵消，从而解决了现有技术中存在的目前流入交流变压器中性点的谐波无法被消除的技术问题，达到了消除流入交流变压器中性点的谐波的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请一个实施例提供的变压器中性点保护装置及应用环境结构示意图；图2为本申请一个实施例提供的变压器中性点保护装置三电平逆变器电路图；图3为本申请一个实施例提供的变压器中性点保护装置第一钳位回路示意图；图4为本申请一个实施例提供的变压器中性点保护装置第二钳位回路示意图；图5为本申请一个实施例提供的变压器中性点保护装置三电平逆变器电路图；图6为本申请一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器中性点保护装置，其特征在于，包括：/n隔直电容器，包括相对的第一极板与第二极板，所述第一极板用于连接变压器中性点，所述第二极板接地；/n电流检测器，所述电流检测器的输入端与所述第二极板电连接，所述电流检测器用于检测流入所述第二极板的第一谐波电流；/n三电平逆变器，所述三电平逆变器的输入端用于连接电源设备，所述三电平逆变器的输出端与所述第二极板电连接；/n控制器，所述控制器的输入端与所述电流检测器的输出端电连接，所述控制器的输出端与所述三电平逆变器的控制端电连接，所述控制器用于根据所述第一谐波电流控制所述三电平逆变器输出第二谐波电流，所述第二谐波电流与所述第一谐波电流大小相等，且互为反向电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种变压器中性点保护装置，其特征在于，包括：
隔直电容器，包括相对的第一极板与第二极板，所述第一极板用于连接变压器中性点，所述第二极板接地；
电流检测器，所述电流检测器的输入端与所述第二极板电连接，所述电流检测器用于检测流入所述第二极板的第一谐波电流；
三电平逆变器，所述三电平逆变器的输入端用于连接电源设备，所述三电平逆变器的输出端与所述第二极板电连接；
控制器，所述控制器的输入端与所述电流检测器的输出端电连接，所述控制器的输出端与所述三电平逆变器的控制端电连接，所述控制器用于根据所述第一谐波电流控制所述三电平逆变器输出第二谐波电流，所述第二谐波电流与所述第一谐波电流大小相等，且互为反向电流。


2.根据权利要求1所述的变压器中性点保护装置，其特征在于，所述三电平逆变器包括：
第一钳位回路，所述第一钳位回路的第一端用于连接所述电源设备的正极，所述第一钳位回路的第二端用于连接所述电源设备的负极，所述第一钳位回路的第三端与所述第二极板电连接；
第二钳位回路，所述第二钳位回路的第一端与所述第一钳位回路的第一端电连接，所述第二钳位回路的第二端与所述第一钳位回路的第二端电连接，所述第二钳位回路的第三端与所述电流检测器的输入端电连接，所述第二钳位回路的第四端与所述第一钳位回路的第四端电连接；
所述第一钳位回路与所述第二钳位回路的控制端均与所述控制器的输出端电连接；
电容组件，所述电容组件的第一端与所述第二钳位回路的第一端电连接，所述电容组件的第二端与所述第二钳位回路的第二端电连接，所述电容组件的第三端与所述第二钳位回路的第四端电连接。


3.根据权利要求2所述的变压器中性点保护装置，其特征在于，所述第一钳位回路包括：
第一IGBT管，所述第一IGBT管的发射极用于连接所述电源设备的正极；
第二IGBT管，所述第二IGBT管的发射极与所述第一IGBT管的集电极电连接；
第三IGBT管，所述第三IGBT管的发射极分别与所述第二IGBT管的集电极和所述第二极板电连接；
第四IGBT管，所述第四IGBT管的发射极与所述第三IGBT管的集电极电连接，所述第四IGBT管的集电极用于连接所述电源设备的负极；
所述第一IGBT管、所述第二IGBT管、所述第三IGBT管和所述第四IGBT管的门极均与所述控制器的输出端电连接；
第一二极管，所述第一二极管的负极与所述第一IGBT管的集电极电连接；
第二二极管，所述第二二极管的负极分别与所述第一二极管的正极和所述所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海靖，莫文雄，乔亚军，栾乐，许中，王杰，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44