[实用新型]三相交流电流硬件过流保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域当中的交流电流采集，更具 体地涉及一种基于比较器滞回电路设计的硬件过流保护装置， 其能够对电力电子领域中的设备提供更精准、更可靠的硬件保 护。

背景技术

随着电力电子技术的发展，如何在设备运行中对设备进行 有效、可靠、精确的保护成为越来越重要的问题。对大功率电 力电子设备，要求能在故障发生时立刻发出保护措施，而在故 障消除之后，能够立刻切换到正常运行状态，同时要求保护范 围精准，不会出现在保护阈值附近反复切换的状况。

电子电力设备，比如风电变流器，设备运行时最主要的安 全隐患就是交流电流过流，过流往往会导致设备内的器件工作 在额定工作状态之外，导致器件损坏，直接威胁到设备乃至整 个风机的安全，严重时还会引起起火等危急情况产生。

这就要求在设备的控制部分，需要对交流电流进行精确采 集，采集后的结果一边送到控制器(DSP)中进行数据分析和 处理，参与设备算法运算，另一边需要有硬件故障检测电路， 通过硬件电路设定保护阈值，将采集到的值和预算设定的保护 阈值相比较后，产生故障信号并根据此信号由硬件电路产生相 应的处理动作，快速使过流故障消除并切断对其他电路的影响， 从而保护整个设备运行的安全。

例如，在风电变流器里，控制器采集三相交流电流，需要 能够精准地用硬件电路实现过流保护，并且该保护电路要求不 能有抖动，不能在保护阈值附近频繁的报出故障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题和/或其它问题中的 至少一个问题。

可以通过如下方案来实现本实用新型的上述目的。

一种三相交流电流硬件过流保护装置，其特征在于，所述 保护装置包括：

用于获得AD采样电压的电流采集调理部分；以及

用于通过所述AD采样电压与预先设定的阈值进行比较而 进行硬件过流保护的硬件保护电路部分，

所述硬件保护电路部分包括比较器滞回电路。

优选地，所述比较器滞回电路包括在所述AD采样电压大于 所述阈值时输出低电平、在所述AD采样电压小于或等于所述阈 值时输出高电平的放大器正反馈电路。

优选地，所述硬件保护电路部分还包括用于从所述AD采样 电压的三路电压中获得最大电压的电压比较电路，

所述电压比较电路的输出连接到所述比较器滞回电路的输 入。

优选地，所述电流采集调理部分包括：

用于测量三相交流电流以输出电流信号的电流传感器；

用于将所述电流传感器输出的电流信号转换成电压信号的 采样电路；以及

用于调整所述采样电路输出的电压信号的电压幅值的调理 电路。

优选地，所述电流采集调理部分还包括：

用于滤除所述调理电路输出的采样电压的信号上的干扰以 生成所述AD采样电压的滤波电路。

优选地，所述保护装置还包括：

用于对所述AD采样电压进行采集的AD芯片；以及

用于接收上述AD芯片的采集信号并进行算法运算的控制 器。

优选地，所述电流传感器输出0至20mA范围内的电流信号，

所述调理电路输出-10V至+10V范围内的采样电压。

本实用新型提供一种基于比较器的滞回电路，用于检测电 流过流。总的原则是三个电流传感器监测三相交流电流，传感 器生成的0-20mA的电流信号通过采样、调理和滤波电路生成 AD能够采集到的电压信号，用于AD采集，同时将采集到的电 压信号与比较电路预先设定的阈值相比较，当采样电压信号高 于比较阈值时，产生故障信号，并引起其他保护电路的动作。 同时，滞回电路的设计，保证了信号在恢复到阈值电压时不会 立刻使故障信号消失，而是滞后一段时间，低于采样阈值后才 消除故障信号，这样的设计能够避免保护电路在阈值附近频繁 抖动动作，导致故障信号频繁切换的问题。

本实用新型的三相交流电流硬件过流保护装置，充分考虑 了电流采样的精确度和保护阈值设定的合理性，同时，加入了 滞回电路的设计，避免了故障信号在保护阈值附近频繁被触发， 从而使系统稳定性变差的问题，是一种安全、可靠、精准的保 护电路设计，为整个设备的安全运行提供了保障。

本实用新型的产品经过产品功能及性能测试，保护功能明 显。