[发明专利]一种用于APF电路的实时保护装置和保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种APF的保护装置，尤其是涉及一种用于APF电路的实时保护装置和保护方法。

背景技术

近来，由于我国工业的迅速发展，电力电子装置产品的应用越来越广泛，电网中的谐波及无功问题越来越严重，因此，电力用户对供电可靠性和供电质量也提出了更高、更新的要求。有源电力滤波器(APF)是“用户电力技术”中一种非常重要的装置，基本工作原理都是采用实时准确的检测方法，得到电网电压或电流中的波动、不对称、谐波等畸变分量，利用快速的电力电子功率器件(IGBT)产生与其相反的波形，再将其抵消掉，这种补偿器主要用来对非线性负荷所产生的谐波源进行治理，因此，APF将广泛应用于电网中的谐波补偿和治理。

有源电力滤波器的运行方式：图1为现有有源电力滤波器的电路图，电路主要由运行开关6、电源1、控制器2、驱动板3、IGBT功率模块4以及高压电容5组成，该电路主要采用三相全桥电压型PWM变流器，变流器的作用主要是将电网的电压经IGBT功率模块整流后为储能电容充电，使母线电压维持在某个稳定的值，在这个过程中变流器主要工作在整流状态，当主电路产生补偿电流时，变流器工作在逆变状态；驱动板用以控制IGBT功率模块管子的开通和关断，若上下桥臂的两个管子都处于开通状态将会短路。高压电容的稳态电压值可达DC750V-DC850V(峰值为DC1000V)，若APF运行时突然断电，控制器将停止运行，驱动板将不再对IGBT控制，此时同一桥臂上下管可能会直通，一旦直通高压储能电容所存储的电能将会导致IGBT功率模块管子爆裂并烧毁驱动板。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可对APF整流器部分进行保护、保证APF安全可靠运行的用于APF电路的实时保护装置和保护方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于APF电路的实时保护装置，所述的APF电路包括电源、控制器、驱动板、IGBT功率模块、高压电容和运行开关，所述的保护装置包括微处理单元、交流电压检测器、直流电压检测器、DC/AC转换器和保护开关，所述的交流电压检测器连接在运行开关与电网之间，所述的直流电压检测器与高压电容连接，所述的DC/AC转换器的一端与高压电容连接，另一端连接保护开关，所述的微处理单元分别连接交流电压检测器、直流电压检测器、保护开关和运行开关。

所述的保护装置还包括DC/DC转换器，所述的DC/DC转换器连接在高压电容和DC/AC转换器之间。

所述的DC/DC转换器为直流降压转换器。

一种用于APF电路的实时保护方法，该方法包括以下步骤：

1)交流电压检测器实时检测电网侧的交流电压并传输给微处理单元，同时直流电压检测器实时检测高压电容两端的直流电压并传输给微处理单元；

2)微处理单元实时判断交流电压是否为零，若是，则执行步骤3)，若否，则返回步骤1)；

3)微处理单元控制运行开关断开同时控制保护开关闭合；

4)DC/DC转换器降低高压电容两端的直流电压，并将降低后的直流电压传递给DC/AC转换器；

5)DC/AC转换器将降低后的直流电压转化为交流电压，并将交流电压传递给电源，对APF电路进行供电，直到消耗完高压电容里的直流电压。

与现有技术相比，本发明为了消除APF电路突然发生断电情况时所带来的风险，通过DC/AC转换器即时将高压电容里的直流电能转换成交流220V并供给整个APF装置，使其能够消耗高压电容里的剩余电能，并继续对驱动板以及IGBT进行控制，从而达到对APF整流器部分的保护，保证APF安全可靠运行。

附图说明

图1为现有APF电路的结构示意图；

图2为本发明保护装置的结构示意图；

图3为本发明与APF电路的连接示意图；

图4为本发明保护方法的流程示意图；

图5为本发明DC/DC转换器的电路示意图；

图6为本发明DC/AC转换器的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例