复合保护低压断路器制造技术

本发明专利技术公开了一种复合保护低压断路器，包括脱扣器、零序感应线圈、复合保护电路，复合保护电路与低压断路器相线的输出端以及零相的输入端连接。所述复合保护电路仅仅只需一个高压触发二极管与电阻即可实现过电压保护功能，高压触发二极管作为可靠性极高的成熟无源器件，与采用大量有源检测电路设计的过电压保护装置相比，大大提升了可靠性。本发明专利技术用极低的成本实现了孤岛保护，并解决了漏电断路器误跳闸的问题。闸的问题。闸的问题。

【技术实现步骤摘要】
复合保护低压断路器


[0001]本专利技术涉及电力保护设备领域，特别是涉及一种复合保护低压断路器。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的发展，越来越多的含分布式电源的小型微网投入应用，小型断路器作为低压配网保护的基础部件，如何适应含分布式电源的微网系统，是亟待解决的问题。微网系统含有大量电力电子变流器，由于变流器设备的特殊要求以及对于供电系统扰动的敏感性，对于故障保护有着特殊的需求。
[0003]电力电子器件对于过电压应力的承受能力较差，如果仅仅依靠变流器本身的保护，有时会有显著的局限性。部分单相微网实验系统遭遇零相开路过电压即发生变流器烧毁事故，此时只有进一步依靠外部设备，如小型断路器，快速切除故障，才能可靠的保护变流器设备。
[0004]此外，分布式电源变流器均具备孤岛效应保护功能，但实际应用中，常常出现动作滞后的问题，如果借助外部断路器，通过简单方式实现孤岛效应的辅助后备保护，则能进一步提升微网系统的安全性。孤岛效应保护对于含有分布式电源的末端电网不可或缺，很多新能源逆变单元综合应用主动式与被动式孤岛效应保护方案，取得了较好的效果。然而对于低压小容量的微网系统，如家用光伏系统等，由于其逆变器本身的孤岛保护检测较简单，常常发生外部电网故障后停机缓慢等问题，且由于其停机仅仅依靠变流器停机，不能实现开关设备的机械断开点隔离，因此仍存在一定的隐患。
[0005]同时，电力电子设备由于大量采用的抗干扰对地电容，这些电容累积以后的容性电流，将很容易使漏电断路器误跳闸。
[0006]因此亟需提供一种新型的低压断路器来解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种复合保护低压断路器，能够实现有效的过电压保护及孤岛保护。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种复合保护低压断路器，包括脱扣器、零序感应线圈、复合保护电路，复合保护电路与低压断路器相线的输出端以及零相的输入端连接；
[0009]所述复合保护电路包括负载电阻R1、限流电阻R2、谐振电容C、平波电容C1、谐振电感L、二极管D、晶闸管SCR、高压触发二极管SIDAC；限流电阻R2的一端与低压断路器相线的输出端连接、另一端与高压触发二极管SIDAC串联，高压触发二极管SIDAC的另一端与零相的输入端连接；谐振电容C与谐振电感并联后一端与限流电阻R2并联、另一端与晶闸管SCR的门极并联，负载电阻R1与二极管D的负极串联后一端与晶闸管SCR的门极并联、另一端与晶闸管SCR的正极并联，平波电容C1并联在负载电阻R1与二极管D的两端，负载电阻R1与二极管D之间的连接点与零相的输入端连接。
[0010]在本专利技术一个较佳实施例中，所述谐振电感L与谐振电容C的谐振频率在52—58Hz之间。
[0011]本专利技术的有益效果是：
[0012](1)本专利技术用极低的成本实现了孤岛保护。本专利技术提出的技术方案，通过巧妙设置谐振回路，利用谐振回路在频率偏移下直接驱动漏电保护脱扣器跳闸，具有结构简单、可靠性高的特点，同时可在不使用任何芯片控制的条件下实现，这是现有技术所难以做到的；
[0013](2)本专利技术解决了漏电断路器误跳闸的问题。本专利技术通过将谐振电路的谐振频点设置调整，使得对于50Hz工频略呈现感性，这就使得漏电断路器的零序感应线圈中有一个较小的感性补偿电流，就可以抵消容性漏电流，从而避免漏电断路器误跳闸的隐患；
[0014](3)本专利技术实现了极高水平的过电压保护。现有技术的过电压保护断路器，依托大量电子元件，可靠性与使用寿命一般，本专利技术仅仅只需一个高压触发二极管与电阻即可实现现有技术全部保护功能，高压触发二极管作为可靠性极高的成熟无源器件，与采用大量有源检测电路设计的过电压保护装置相比，大大提升了可靠性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术复合保护低压断路器的电路原理图；
[0016]附图中各部件的标记如下：1、脱扣器，2、零序感应线圈，3、复合保护电路。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0018]请参阅图1，本专利技术实施例包括：
[0019]一种复合保护低压断路器，包括脱扣器1、零序感应线圈2、复合保护电路3。复合保护电路3与低压断路器相线的输出端以及零相的输入端连接；所述零序感应线圈2的一次侧与所述断路器的相线、零相环抱，所述零序感应线圈2的二次侧与所述脱扣器1的信号输入端连接，脱扣器1的信号输出端与所述低压断路器的相线、零相的输入端连接。
[0020]所述复合保护电路3包括负载电阻R1、限流电阻R2、谐振电容C、平波电容C1、谐振电感L、二极管D、晶闸管SCR、高压触发二极管SIDAC；限流电阻R2的一端与低压断路器相线的输出端连接、另一端与高压触发二极管SIDAC串联，高压触发二极管SIDAC的另一端与零相的输入端连接；谐振电容C与谐振电感并联后一端与限流电阻R2并联、另一端与晶闸管SCR的门极并联，负载电阻R1与二极管D的负极串联后一端与晶闸管SCR的门极并联、另一端与晶闸管SCR的正极并联，平波电容C1并联在负载电阻R1与二极管D的两端，负载电阻R1与二极管D之间的连接点与零相的输入端连接。
[0021]SIDAC又称高压触发二极管，是一种具备负阻特性的非线性二端器件，但两端所施加电压在开启电压以下时，二极管阻值极大，此时只产生微安级漏电流；当两端施加电压超过开启电压UBO以后，二极管迅速转为低阻导通状态，其通态电压UT非常低，只有1.5V左右，所以瞬间能通过较大的电流。SIDAC一旦导通便处于自锁状态，只有流过其本身的电流中断或小于维持电流时才会关断，其开通模式接近压敏电阻，关断模式接近晶闸管，利用其特殊伏安特性，可以设计过电压检测电路。SIDAC元件的响应速度达到纳秒级，这有望提升过电
压异常的检测速度。
[0022]只需要将UBO的值，也就是SIDAC二极管的动作阈值电压，设定在略高于跳闸设定电压的峰值，就可保证SIDAC二极管在过电压异常发生后即刻导通，通过设定限流电阻R2的值，使SIDAC导通后的电流不小于剩余电流保护器的动作电流即可。例如需要断路器在电网电压250V时跳闸，可选用K350型SIDAC二极管，当电网电压升至250V时，峰值电压约353V，超过了K350二极管350V的导通阈值，为保证剩余电流保护器可靠动作，设动作电流I＝50mA，则R2＝2.5KΩ。
[0023]本专利技术通过频率检测这一最为基本的孤岛效应检测技术，借助剩余电流保护器实现孤岛效应的辅助保护，从而令低压小容量微网系统的孤岛保护更为可靠。R1两端的电压随着频率变化而变化，但回路Q值较大时，频率的小幅偏移就可使R1两端电压大幅升高，R1两端的电压通过二极管D向平波电容C1充电，当R1两端的电压高于晶闸管SCR门极触发电压后，数个周波的充电即可触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合保护低压断路器，其特征在于，包括脱扣器、零序感应线圈、复合保护电路，复合保护电路与低压断路器相线的输出端以及零相的输入端连接；所述复合保护电路包括负载电阻R1、限流电阻R2、谐振电容C、平波电容C1、谐振电感L、二极管D、晶闸管SCR、高压触发二极管SIDAC；限流电阻R2的一端与低压断路器相线的输出端连接、另一端与高压触发二极管SIDAC串联，高压触发二极管SIDAC的另一端与零相的输入端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛冰，杨然，孙诗晴，沈淼，程祥群，叶雷，陈瑛，黄凤标，马玉，丁兆倩，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：