[发明专利]一种采用慢降栅压过流保护的动态无功补偿装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力设备，具体涉及一种采用慢降栅压过流保护的动态无功补偿装置。

背景技术

IGBT是电压控制型器件，在它的栅极-发射极间施加十几V的直流电压，只有μA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。但IGBT的栅极-发射极间存在这较大的寄生电容，在驱动脉冲电压的上升及下降需要提供数A的充放电流，才能满足开通和关断的动态要求，这使得它的驱动电路也必须输出一定的峰值电流。IGBT作为一种复合器件，存在着过流时可能发生锁定现象而造成损坏的问题。在过流时如果采用一般的速度封锁栅极电压，过高的电流变化率会引起过电压，经常采用软关断技术予以解决。软关断是指在过流和短路时，直接关断IGBT。但是软关断抗骚扰能力差，一旦检测到过流信号就关断很容易发生误动作。为增加保护电路的抗骚扰能力，可在故障信号与启动保护电路之间加一延时，不过故障电流会在这个延时内急剧上升，大大增加了功率损耗，同时还会导致器件的di/dt增大，所以往往是保护电路启动了，器件仍然损坏了。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提出一种采用慢降栅压的保护措施，降低故障时器件的功耗，有利于保护器件的采用慢降栅压过流保护的动态无功补偿装置。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案为：包括动态无功补偿柜体，所述动态无功补偿柜体内设置有电流闭环控制电路；所述电流闭环控制电路包括依次电连接的滤波器、输入接触器KM、电感L、逆变器、第一PI调节器和坐标变换模块C2r/3s，坐标变换模块C2r/3s分别电连接至逆变器和负载，所述负载和滤波器连接至电源，所述坐标变换模块C2r/3s和逆变器间依次电连接有第二PI调节器、慢降栅压过流保护电路和PWM发生器，所述坐标变换模块C2r/3s和负载间设有相互并联的谐波电流检测电路和锁相环PLL。

所述慢降栅压过流保护电路包括依次电连接的第一三极管Q₁和第二三极管Q₂，第一三极管Q₁和第二三极管Q₂间通过驱动电阻R_g连接至故障检测晶体管V₁的基极，第二三极管Q₂连接至第一晶体管VT₁的发射极，第一晶体管VT₁的基极依次电连接有第一稳压二极管VZ₁和第一故障检测二极管VD₁，第一故障检测二极管VD₁连接至故障检测晶体管V₁的集电极；第一晶体管VT₁的集电极依次电连接有光耦驱动电路、第一电阻R₁、第二稳压二极管VZ₂和第二故障检测二极管VD₂，第二故障检测二极管VD₂连接至第二晶体管VT₂的基极；第一晶体管VT₁的发射极通过第四电阻R₄连接至第二晶体管VT₂的集电极，第二晶体管VT₂的发射极连接至故障检测晶体管V₁的基极，故障检测晶体管V₁的发射极接地。

所述第一晶体管VT₁上设置有第二电容C₂，第二稳压二极管VZ₂上设置有相互并联的第一电容C₁和第二电阻R₂，第一三极管Q₁和第二三极管Q₂间通过第三电阻R₃连接至第一稳压二极管VZ₁和第一故障检测二极管VD₁间。

所述第一晶体管VT₁、第一三极管Q₁和故障检测晶体管V₁均为NPN型，所述第二三极管Q₂和第二晶体管VT₂均为PNP型。

所述输入接触器KM上并联有软启动电阻R。

所述滤波器采用高通滤波器。

所述逆变器采用三相半桥逆变器。

所述谐波电流检测电路包括FFT模块和IFFT模块。

所述装置的总电流的频率为64.8KHz。

所述装置的补偿响应时间小于10ms。