一种用于高压变频器移相变压器副边短路保护装置的制作方法

本技术用于高压变频器移相变压器保护，具体为一种用于高压变频器移相变压器副边短路保护装置。

背景技术：

1、高压变频器广泛应用于冶金、发电等行业，具有显著的节能效果。目前高压变频器多为功率单元级联型变频器，经过多年发展，变频器的保护功能如过流、过压等都得到了长足发展，但移相变压器作为变频器中最大的元件，针对移相变压器的保护功能并不完善。

2、移相变压器是一种特殊的变压器，主要功能是实现一次侧、二次侧的相位偏移以消除谐波，变换得到二次侧所需电压值，并实现功率单元与电网间的电气隔离。高压变频器移相变压器的拓扑图如图1所示。在变频器使用过程中，可能因变压器内部绝缘失效、负载电流过大、过高的温湿度、变压器内部绕组接触不良等原因导致变压器二次绕组出现短路故障。而一旦发生短路故障，变压器副边电路电流将达到额定电流的20倍以上，产生巨大能量将变压器烧毁，因此有必要针对移相变频器副边短路进行专项保护。

3、目前行业内针对移相变压器副边短路保护的方案主要分为两种，方案一是通过在变压器原边增加电压互感器和电流互感器，通过检测原边电压电流变化判断副边是否发生短路故障，此方案缺点明显，一是成本过高，需单独安装互感器，二是利用原边电压电流变化反馈副边故障，检测效率低，精度差。方案二是实时检测功率单元直流母线电压变化，通过对直流母线电压变化趋势实时分析，判断是否发生短路故障，此方案相比于方案一精确度明显提升，但此方案对电压采样精度和主控系统运算性能要求较高，难以实现。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本实用新型为一种用于高压变频器移相变压器副边短路保护装置，其技术方案为：

2、包括高压变频器主控系统和多个功率单元，高压变频器主控系统分别与每个功率单元直接依次光纤串行连接；

3、该高压变频器主控系统内集成有短路保护模块，短路保护模块分别与功率单元的缺相检测模块和直流母线电压检测模块相连，实时监测每个功率单元缺相状态和直流母线电压状态；

4、每个功率单元内部设有电路系统，电路系统包括整流桥、支撑电容和逆变桥，功率单元进线接移相变压器副边绕组，电网通过熔断器后与整流桥连接，后经支撑电容连接逆变桥输出pwm波形；每个功率单元都有缺相检测模块和直流母线电压检测模块，缺相检测模块对单元进线电压实时采样；直流母线电压检测模块检测支撑电容电压状态。

5、进一步地，缺相检测模块用于检测功率单元三相输入电压是否存在缺相；直流母线电压检测模块用于检测功率单元内部整流桥后侧支撑电容上的母线电压状态。

6、本实用新型的有益效果为：本实用新型为一种用于高压变频器移相变压器副边短路保护装置，缺相检测模块用于检测功率单元三相输入电压是否存在缺相，实时上传缺相状态至短路保护模块。直流母线电压检测模块用于检测功率单元内部整流桥后侧支撑电压上的母线电压状态，可快速检测电压是否出现跌落，上传跌落状态至短路保护模块。短路保护模块用于实时检测功率单元缺相状态和直流母线电压状态，通过对每个功率单元的缺相和电压状态实时监测，反推判断移相变压器状态，若出现短路故障及时上传故障信号，启动保护动作。通过缺相和直流母线电压跌落的组合，可准确识别功率单元输入侧既移相变压器副边绕组是否存在短路现象，并将短路现象作为重故障及时上传主控系统做出保护动作，以在最短时间内保护移相变压器不受损。

技术特征：

1.一种用于高压变频器移相变压器副边短路保护装置，其特征在于，包括高压变频器主控系统和多个功率单元，高压变频器主控系统分别与每个功率单元直接依次光纤串行连接；

2.如权利要求1所述的一种用于高压变频器移相变压器副边短路保护装置，其特征在于，缺相检测模块用于检测功率单元三相输入电压是否存在缺相；直流母线电压检测模块用于检测功率单元内部整流桥后侧支撑电容上的母线电压状态。

技术总结本技术为一种用于高压变频器移相变压器副边短路保护装置，缺相检测模块用于检测功率单元三相输入电压是否存在缺相，实时上传缺相状态至短路保护模块。直流母线电压检测模块用于检测功率单元内部整流桥后侧支撑电压上的母线电压状态，可快速检测电压是否出现跌落，上传跌落状态至短路保护模块。短路保护模块用于实时检测功率单元缺相状态和直流母线电压状态，通过缺相和直流母线电压跌落的组合，可准确识别功率单元输入侧既移相变压器副边绕组是否存在短路现象，并将短路现象作为重故障及时上传主控系统做出保护动作，以在最短时间内保护移相变压器不受损。技术研发人员：王晓文,高海军,李万伟,王振华,王淑新,谢健,戚鹏受保护的技术使用者：山东泰开自动化有限公司技术研发日：20240314技术公布日：2024/11/7