[实用新型]一种LCL滤波并网逆变器保护电路

说明书

本实用新型提供一种LCL滤波并网逆变器保护电路，本保护电路采用电力电子开关和逆变器整体的双重过电压保护策略，对每个开关设计一套ZnO压敏电阻进行保护，同时，又把整个逆变器作为保护对象，在逆变器输入输出端及滤波电容端分别并联一套ZnO压敏电阻。当过电压大于ZnO压敏电阻的压敏电压时，ZnO压敏电阻自动导通对过电压进行抑制。本实用新型可提高LCL滤波并网逆变器抗过电压能力及可靠性，可有效的将输入过电压、输出接地短路故障等导致的过电压进行有效限制，并可对过电压引起的过电流进行有效的抑制，且不影响保护电路正常运行，从而达到过电压保护的目的。

技术领域

本实用新型涉及过电压保护技术领域，尤其涉及一种LCL滤波并网逆变器保护电路。

背景技术

为了降低输出谐波含量，通常在逆变器输出端增加滤波环节，由于在电感大小相等时，LCL滤波对电流高次谐波分量有更佳的衰减作用，而在滤波作用一样时，L滤波所需的电感总量大于LCL型，提高了材料成本和重量体积，使得LCL滤波技术应用越来越广泛。然而，当LCL滤波并网逆变发生接地短路故障时，却存在更为严重的过电压问题，产生的过电压，对逆变器所用的电力电子开关器件及LCL滤波器本身安全都存在严重的威胁。

目前，一般在电力电子开关器件上并联缓冲电路以限制逆变器内部过电压，但当LCL滤波并网逆变器发生输出接地短路故障等情况而出现外部过电压时，缓冲电路存在不足以有效限制这种外部过电压的问题。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中LCL滤波并网逆变器发生输出接地短路故障等情况而出现外部过电压时，缓冲电路存在不足以有效限制这种外部过电压的问题，本实用新型提供了一种LCL滤波并网逆变器过电压保护方法，本实用新型采用的技术方案是：

一种LCL滤波并网逆变器保护电路，包括逆变器与滤波器，

其中所述的逆变器包括四个相互电学连接在一起的逆变器的电力电子开关S1～S4；

滤波器为LCL滤波器，包括逆变器输出侧电感L1、电网侧电感L2和滤波电容C1，所述逆变器输出侧电感L1设置于所述LCL滤波器的输入端，所述电网侧电感L2设置于所述LCL滤波器的输出端；

所述LCL滤波器的输入端的逆变器输出侧电感L1耦接至所述逆变器，所述LCL滤波器的输出端的电网侧电感L2耦接至电网；

所述的电力电子开关S1并联有电阻Z2，S2并联有电阻Z3，S3并联有电阻Z4，S4并联有电阻Z5，逆变器的输入端并联有电阻Z1，逆变器的输出端并联有电阻Z8，滤波器的输出端并联有电阻Z6，滤波器电容端并联有电阻Z7。

本实用新型提供的LCL滤波并网逆变器保护电路采用电力电子开关和逆变器整体的双重过电压保护策略，对每个开关设计一套ZnO压敏电阻进行保护，同时，又把整个逆变器作为保护对象，在逆变器输入输出端分别并联一套ZnO压敏电阻，当过电压大于ZnO压敏电阻的压敏电压时，ZnO压敏电阻自动导通对过电压进行抑制。

所述的逆变器为单相或三相。

所述的ZnO压敏电阻的压敏电压是指通过1mA电流时的压敏电阻两端的电压。

逆变器输入端设置一套ZnO压敏电阻，并联在直流母线正极和负极之间，当输入端出现过电压时，用于对输入端的过电压进行直接抑制。

当发生输出接地短路故障时，由于接地短路电流非常大，电力电子开关开断此大电流时会产生严重的过电压，因此在逆变器每个电力电子开关两端并联一套ZnO压敏电阻以对电力电子形成直接保护。压敏电阻的残压会随着流过压敏电阻的电流增加而增加，当输入过电压过大时，输入端压敏电阻的残压可能会大于电力电子开关的耐受电压，一旦此残压大于电力电子开关上并联的ZnO压敏电阻的压敏电压时，ZnO压敏电阻导通对残压进行抑制，此时开关上并联的ZnO压敏电阻与逆变器输入端并联的ZnO压敏电阻构成输入过电压双重保护。