[发明专利]一种风电机组变流器的过压保护装置及变流器

说明书

技术领域

本发明涉及变流器领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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，本发明采用如下技术方案：

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。