[实用新型]一种具有故障保护功能的变流装置

说明书

本实用新型公开一种具有故障保护功能的变流装置，包括变流器，还包括与变流器并联连接的保护电路，保护电路包括串联连接的开关单元以及能量处理单元，能量处理单元包括并联连接的能量存储电路以及能量消耗电路，当变流器发生故障时，接入保护电路，由开关单元控制旁路变流器，以及由能量存储电路进行能量存储、能量消耗电路进行能量消耗。本实用新型具有结构简单、成本低、故障保护性能好、安全可靠等优点。

技术领域

本实用新型涉及变流器技术领域，尤其涉及一种具有故障保护功能的变流装置。

背景技术

变流装置中功率模块是由IGBT等电子开关元器件构成，典型的变流装置主电路如图1所示，左右两侧的功率模块共用一个中间直流回路，中间直流回路中通过电容存储能量，该类变流装置当出现器件失效导致桥臂贯穿时，会使中间的直流回路正负极瞬间短路，供电系统的能量、变流装置中间回路电容存储的能量、非阻性负载内部存储的能量就只能在很短时间内通过故障桥臂释放，该产生的短路电流极大，即产生很大瞬态短路电流，短路电流超过IGBT器件的所能耐受的最大短路电流即会使得IGBT器件严重烧损，更严重的时候会使故障扩大，进而影响变流器装置其他部件的正常运行。

现有技术中变流装置并不单独设置功率模块故障保护电路，而由于所有功率模块的正负极都是连通的，很容易导致电气系统的能量(电网、电机、支撑电容和二次电容)都向故障模块涌入，导致功率模块发生严重烧损损坏；同时，功率模块损坏还很容易导致中间直流回路短路故障，只能通过封锁整个转向架的功率模块，此时就会失去一个转向架的动力，使得机车的可用性也大大降，尤其在货运领域，上述情况随时有可能会导致动力不足，甚至造成机破。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低、故障保护性能好、安全可靠的具有故障保护功能的变流装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种具有故障保护功能的变流装置，包括变流器，还包括与所述变流器并联连接的保护电路，所述保护电路包括串联连接的开关单元以及能量处理单元，所述能量处理单元包括并联连接的能量存储电路以及能量消耗电路，当所述变流器发生故障时，接入所述保护电路，由所述开关单元控制旁路所述变流器，以及由所述能量存储电路进行能量存储、所述能量消耗电路进行能量消耗。

作为本实用新型的进一步改进：所述开关单元包括一个晶闸管开关或两个反并联连接的晶闸管开关。

作为本实用新型的进一步改进：所述能量存储电路包括一个电感器件，或所述能量存储电路包括两个以上串联或并联连接的电感器件，或所述能量存储电路包括三个以上串并联连接的电感器件。

作为本实用新型的进一步改进：所述能量消耗电路包括一个电阻器件，或所述能量消耗电路包括两个以上串联或并联连接的电阻器件，或所述能量消耗电路包括三个以上串并联连接的电阻器件。

作为本实用新型的进一步改进：所述变流器的输入侧和/或所述变流器中的中间直流回路侧设置有所述保护电路。

作为本实用新型的进一步改进：所述变流器的输出侧设置有所述保护电路。

作为本实用新型的进一步改进：所述保护电路包括两路以上并联连接的保护支路，每路所述保护支路均包括串联连接的所述开关单元以及能量处理单元。

作为本实用新型的进一步改进：还包括分别与所述变流器、保护电路连接的故障检测单元，用于采集所述变流器的电流和/或电压信号，当判断到电流和/或电压信号大于指定阈值时，判定所述变流器发生故障，控制接通所述保护电路中开关单元以旁路所述变流器。

作为本实用新型的进一步改进：所述能量存储电路、能量消耗电路分别通过一个控制开关与所述开关单元连接。