一种风电机组变流器的过压保护装置及变流器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风电机组变流器的过压保护装置，包括用于与变流器母线连接的过压检测单元，还包括电源生成单元及故障传送单元；所述电源生成单元包括隔离电源，用于将变流器电源系统的24V电源进行隔离转换并为过压检测单元及故障传送单元提供电源；所述故障传送单元包括与过压检测单元的故障输出端连接的mos管驱动的继电器，所述mos管驱动的继电器用于与变流器的控制器连接。本发明专利技术还公开了含有上述过压保护装置的风电机组变流器。本发明专利技术通过设置隔离电源及mos管驱动的继电器，可以有效的防止变流器高压能量传导到低压侧，保障了低压侧电气部分的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组变流器的过压保护装置及变流器
本专利技术涉及变流器领域，具体地，涉及一种风电机组变流器的过压保护装置及变流器。
技术介绍
风力发电是国家倡导的绿色能源之一，风力发电机组是将自然界的风能转化成电能的装置，自然界的风能推动风力发电机组的桨叶实现风能的吸收，桨叶带动发电机实现风能转化成电能；因国家电网对并网的电能有频率、相位的规定，而发电机不能将电能达到直接并网的要求，所以发电机与电网之间必须增加相应的电气设备，即变流器实现了将发电机的能量转化成电网要求的频率、相位等并可进行有功、无功等控制；风机在运行时变流器能够很好的控制变流器母线电压范围，当变流器在故障状态时可能导致变流器母线电压升高，当母线电压超过变流器的极限电压时可能导致变流器发生损坏，从而造成经济损失。现有变流器的过压保护装置的电路如图1所示，将变流器的正母线、负母线、GND连接到过压保护板的+600V、GND、-600V接口处，X6-1连接到系统的24V电源端，X6-2连接到变流控制器过压故障监控端，并将当正母线电压升高到700V时，与母线电压串联的D8到D14稳压二极管导通，光耦OK1的发光二极管导通，光耦的接收端接收到此信号后将在5脚给出高电平信号提供到变流控制器，完成正母线电压的监控，图1中的R2为限流电阻，防止光耦发光管过流损坏；同理可以得到负母线过压保护动作流程。当母线电压达到±690V-±700V之间时，与母线相连接的反串联稳压二极管导通，通过光耦发出故障信号到变流控制器，电阻(R1、R2)起到限流与微调导通电压的作用。当母线电压达到±690V-±700V之间时继续上升，二极管反向击穿，每个二极管分担的电压约为100V，母线电压只有700V分担给稳压二极管，多余的电压将由电阻(R1、R2)承担。当电压继续升高时，电阻(R1、R2)因过流烧毁。当电压继续升高时，稳压二极管将雪崩击穿，由稳压二极管分担的100V电压将会被其它二极管分担，从而致使其它二极管连续雪崩击穿。由于二极管雪崩击穿后，瞬间产生的电流很大，致使光耦炸裂并将高压信号传递到变流控制器，将控制器击穿损坏，同时，高压信号也会传递到系统的24V电源端，损坏电源。即现有技术中的光耦会出现隔离失败的现象，并不能有效地防止变流器的高压能量传递到低压电气部分。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种风电机组变流器的过压保护装置，使其能有效防止变流器高压能量传导到低压侧而造成的低压电气部分损坏。本专利技术的另一个目的在于提供一种含有上述过压保护装置的风电机组变流器，可有效保证变流器的安全。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种风电机组变流器的过压保护装置，包括用于与变流器母线连接的过压检测单元，还包括电源生成单元及故障传送单元；所述电源生成单元包括隔离电源U16，用于将变流器电源系统的24V电源进行隔离转换并为过压检测单元及故障传送单元提供电源;所述故障传送单元包括与过压检测单元的故障输出端连接的mos管Q7驱动的继电器K4，所述mos管Q7驱动的继电器K4用于与变流器的控制器连接。进一步地，所述电源生成单元还包括整流二极管D55、磁珠L6、滤波电容C54、C53、TVS管D56、熔断器F5、滤波电感L5及压敏电阻RV2，其中：所述整流二极管D55、熔断器F5及滤波电感L5依次串联在变流器电源系统的24V电源正极至隔离电源U16正极输入端之间，所述磁珠L6连接在接地点至隔离电源U16负极输入端之间，所述滤波电容C54、C53、TVS管D56、压敏电阻RV2并联在隔离电源U16的正负极输入端之间，所述滤波电感L5、熔断器F5连接在压敏电阻RV2及TVS管D56之间；还包括并联在隔离电源U16的COMMON端与12V电源正极输出端之间的电容C49、C50、C51、C52，隔离电源U16的COMMON端接地。进一步地，所述隔离电源U16的隔离电压大于1000V。进一步地，所述过压检测单元包括与变流器的正母线依次串联的电阻R59、稳压二极管D58、D59、D60、D61、D62、D63、D64、熔断器F6、电阻R60、光耦U17；还包括TVS管D65及滤波电容C56,TVS管D65一端连接在熔断器F6与电阻R60之间，另一端接地，滤波电容C56并联在光耦U17的输入端，且滤波电容C56一端接地，光耦U17的故障输出端连接有开关二极管D66，再与所述的故障传送单元连接，光耦U17与隔离电源U16连接；还包括与变流器的负母线依次串联的电阻R62、稳压二极管D69、D70、D71、D72、D73、D74、D75、熔断器F7、电阻R63、光耦U18，还包括TVS管D67及滤波电容C57,TVS管D67一端连接在熔断器F7与电阻R63之间，另一端接地；滤波电容C57并联在光耦U18的输入端，且滤波电容C57一端接地，光耦U18的故障输出端连接有开关二极管D68，再与所述的故障传送单元连接，光耦U18与隔离电源U16连接。进一步地，所述故障传送单元还包括电阻R58、三极管Q8、电阻R56、电阻R55,其中：电阻R58一端与过压检测单元的故障输出端连接，另一端连接三极管Q8的基极，在三极管Q8的基极与发射极之间还并联有电容C55和电阻R61;三极管Q8的集电极依次与电阻R56、电阻R55及mos管Q7的源极相连，mos管Q7的源极还与电源生成单元连接；mos管Q7的栅极与电阻R56、电阻R55的中间连线连接；mos管Q7的漏极连接继电器K4的4脚，继电器K4的1脚连接变流器电源系统的24V正极端，继电器K4的2脚为故障输出端，用于与变流器的控制器连接；继电器K4的2脚还连接有稳压二极管D54,稳压二极管D54及继电器K4的5脚连接至三极管Q8的发射极，发射极接地。进一步地，所述三极管Q8型号为9014。一种风电机组变流器，包括上述的过压保护装置，所述过压保护装置的过压检测单元与变流器的母线连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中电源生成单元采用隔离电源设计，有效地防止了变流器在出现过压故障时通过电源部分传导到低压侧；故障传送单元将过压检测单元检测的过压故障通过mos管驱动的继电器将过压信号传递给变流器的控制器，通过采用磁隔离技术，即通过继电器的控制线圈产生磁场吸引开关进行信号传导，有效地防止了变流器高压能量传导到低压侧，保障了低压侧电气部分的安全。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为现有技术中的一种风电机组变流器的过压保护装置电路图；图2为本专利技术的风电机组过压保护装置中的电源生成单元电路图；图3为本专利技术的风电机组过压保护装置中的过压检测单元电路图；图4为本专利技术的风电机组过压保护装置中的故障传送单元电路图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。变流器是风力发电机与电网的能量转换设备，变流器正常工作时母线电压高于1000V，所以母线电压监控设备（即过压保护装置）必须采用高压隔离技术。本专利技术提供了一种风电机组变流器的过压保护装置，包括电源生成单元、过压检测单元、故障传送单元，电源生成单元采用隔离电源设计，防止变流器在出现过压故障时通过电源部分传导到低压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电机组变流器的过压保护装置，包括用于与变流器母线连接的过压检测单元，其特征在于，还包括电源生成单元及故障传送单元；所述电源生成单元包括隔离电源U16，用于将变流器电源系统的24V电源进行隔离转换并为过压检测单元及故障传送单元提供电源；所述故障传送单元包括与过压检测单元的故障输出端连接的mos管Q7驱动的继电器K4，所述mos管Q7驱动的继电器K4用于与变流器的控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种风电机组变流器的过压保护装置，包括用于与变流器母线连接的过压检测单元，其特征在于，还包括电源生成单元及故障传送单元；所述电源生成单元包括隔离电源U16，用于将变流器电源系统的24V电源进行隔离转换并为过压检测单元及故障传送单元提供电源；所述故障传送单元包括与过压检测单元的故障输出端连接的mos管Q7驱动的继电器K4，所述mos管Q7驱动的继电器K4用于与变流器的控制器连接；所述电源生成单元还包括整流二极管D55、磁珠L6、滤波电容C54、C53、TVS管D56、熔断器F5、滤波电感L5及压敏电阻RV2，其中：所述整流二极管D55、熔断器F5及滤波电感L5依次串联在变流器电源系统的24V电源正极至隔离电源U16正极输入端之间，所述磁珠L6连接在接地点至隔离电源U16负极输入端之间，所述滤波电容C54、C53、TVS管D56、压敏电阻RV2并联在隔离电源U16的正负极输入端之间，所述滤波电感L5、熔断器F5连接在压敏电阻RV2及TVS管D56之间；还包括并联在隔离电源U16的COMMON端与12V电源正极输出端之间的电容C49、C50、C51、C52，隔离电源U16的COMMON端接地。2.根据权利要求1所述的过压保护装置，其特征在于，所述隔离电源U16的隔离电压大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾红福，田峰，岳健，
申请(专利权)人：北京天源科创风电技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：