[发明专利]消弧接地装置

权利要求书

1.一种消弧接地装置，其特征在于，包括电抗器、换流链、移相变压器、主控制器、电压互感器和电流互感器，

所述换流链的第一输出端通过所述电抗器接电网中性点，第二输出端通过所述电流互感器的原边接地，各个输入端分别接所述移相变压器对应的副边绕组，所述移相变压器的原边绕组与380V电源相连，原边绕组及引出线与副边绕组及引出线之间填充绝缘层，所述主控制器分别接所述电压互感器和电流互感器的副边，所述电压互感器的原边，一端接电网中性点，一端接地；

所述换流链包括1个或1个以上的功率单元体，各个所述功率单元体的两个输出端依次串联，串联后悬空的两个输出端作为所述换流链的所述第一输出端和所述第二输出端，各个所述功率单元体的输入端分别接所述移相变压器对应的副边绕组；

所述功率单元体包括旁路接触器、逆变电路、直流支撑电容、整流电路和单元控制器，所述旁路接触器的两端作为本功率单元体的两个输出端，并与所述逆变电路的交流侧并联，所述逆变电路的直流侧、所述直流支撑电容和所述整流电路的直流侧并联，所述整流电路的交流侧作为本功率单元体的输入端与所述移相变压器对应的副边绕组相连，所述单元控制器分别接所述逆变电路及所述直流支撑电容的两端，并通过光纤与所述主控制器相连；

所述主控制器用于通过所述电压互感器获取电网中性点的电压，当电网中性点电压超过参考电压时，判定电网发生单相接地故障，根据电网中性点电压计算此时的电网电容电流和所述换流链中每个功率单元体待输出的电压，将待输出的电压及所述单元控制器上传的直流电压转化为所述逆变电路的动作信号，并下发至所述单元控制器，所述单元控制器用于将所述直流支撑电容两端的直流电压上传至所述主控制器，并按照所述主控制器下发的所述动作信号驱动所述逆变电路，控制所述功率单元体的输出电压，所述主控制器还用于通过所述电流互感器获取本消弧接地装置实际输出的补偿电流，根据实际输出的补偿电流调整所述功率单元体输出的电压，使本消弧接地装置实际输出的补偿电流与电网电容电流大小相等、相位相反；

所述主控制器按照下式计算每个所述功率单元体待输出的电压U_Cello：

UCello=UnN(1-4π2f2LCs)]]>

上式中，U_n表示电网中性点电压，N表示所述功率单元体的个数，具体取值与电网电压等级、所述逆变电路和所述整流电路的耐压水平相适应，f表示电网频率，L表示所述电抗器的电感值，C_s表示电网电容；

每个所述功率单元体待输出的电压的相位与电网中性点电压的相位相等。

2.根据权利要求1所述的消弧接地装置，其特征在于，所述单元控制器还与所述旁路接触器相连，所述单元控制器将所述逆变电路和所述直流支撑电容的运行状态转发至所述主控制器，所述主控制器根据所述运行状态判断所述功率单元体是否出现故障，并向出现故障的功率单元体发送旁路命令，所述单元控制器按照所述旁路命令闭合所述旁路接触器，所述主控制器重新计算剩余功率单元体的待输出电压并调整所述逆变电路的动作信号。

3.根据权利要求1或2所述的消弧接地装置，其特征在于，所述移相变压器各组副边绕组的输出电压的相位依次相差60°/N。

4.根据权利要求1或2所述的消弧接地装置，其特征在于，当电网电压等级为10kV时，所述整流电路选用直流耐压为1600V的二极管整流桥，所述逆变电路选用直流耐压为1700V的IGBT构成的H桥，所述功率单元体的个数为10个，所述移相变压器的变比为0.633，副边输出电压为600V。

5.根据权利要求1或2所述的消弧接地装置，其特征在于，当电网电压等级为10kV时，所述整流电路选用直流耐压为3000V的二极管整流桥，所述逆变电路选用直流耐压为3300V的IGBT构成的H桥，所述功率单元体的个数为5个，所述移相变压器的变比为0.317，副边输出电压为1200V。