[发明专利]AC/DC变流器直流短路故障快速恢复装置、及方法

权利要求书

1.一种AC/DC变流器直流短路故障快速恢复装置，其特征在于，包括：中央监控单元，双极短路故障恢复单元，直流断路器单元，以及阻值测量单元，其中：

所述双极短路故障恢复单元的第一输入端连接到直流母线正极，其第一输出端连接到直流母线负极；所述双极短路故障恢复单元的第二输入端连接所述中央监控单元的第一输出端，其第二输出端连接所述中央监控单元的第一输入端；

所述直流断路器第一输入端连接中央监控单元的第二输出端，其第一输出端连接中央监控单元的第二输入端；

所述阻值测量单元第一输入端连接到直流母线正极，其第一输出端连接到直流母线负极；所述的阻值测量单元的第二输入端连接到中央监控单元的第三输出端，其第二输出端连接到中央监控单元的第三输入端。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双极短路故障快速恢复单元具体包括：直流电容、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感、第一能耗电阻、第二能耗电阻、第三能耗电阻、第四能耗电阻、第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管、电压互感器、第一电流互感器；

其中，第一能耗电阻的一端串联第一电感，第一电感的另一端与第一绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，第二能耗电阻的一端串联第二电感，第二电感的另一端与第二绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，第三能耗电阻的一端串联第三电感，第三电感另一端与第三绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，第四能耗电阻的一端串联第四电感，第四电感的另一端与第四绝缘栅双极型晶体管的集电极连接，直流电容的一端连接直流母线的正极，直流电容的另一端连接直流母线的负极，四个能耗电阻的另一端连接直流母线的正极，作为短路恢复单元的第一输入端，四个绝缘栅双极型晶体管的发射极连接后串联第一电流互感器，然后再连接直流母线的负极，作为短路恢复单元的第一输出端，四个绝缘栅双极型晶体管的基极作为短路恢复单元的第二输入端，电压互感器一端接在直流母线的正极，另一端接在直流母线的负极，电压互感器和第一电流互感器作为双极短路恢复单元的第二输出端。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述阻值测量单元具体包括：运算放大器、标准电阻、直流电源、第五绝缘栅双极型晶体管；其中：

所述第五直流电源接绝缘栅双极型晶体管的集电极和发射极接直流母线的正极，标准电阻的一端接直流母线的负极，同时连接运算放大器的正极，标准电阻的另一端直接接地，所述第五绝缘栅双极型晶体管的基极作为阻值测量单元的第一输入端，负极母线电压和运算放大器的负极电压作为阻值测量单元的第一输出端。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述运算放大器为：F8500运算放大器。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电压互感器采用JDZ1-1型号，所述第一电流互感器采用LMZD2-10型号。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中央监控单元采用TMS320VC5502型号。

7.一种AC/DC变流器直流短路故障快速恢复方法，其特征在于，用于上述权利要求1至6中任一项所述的装置，所述方法具体包括：

步骤1，在中央监控单元接收到直流母线发出双极短路保护信号且跳开交流断路器和直流断路器时，通过中央监控单元控制双极短路故障恢复单元的内部元件，对双极短路故障恢复单元发送控制信号至第一绝缘栅双极型晶体管、第二绝缘栅双极型晶体管、第三绝缘栅双极型晶体管、第四绝缘栅双极型晶体管，并使其导通。

步骤2，采用电压互感器对直流母线正负极电压进行实时采集，同时采用第一电流互感器对流经耗能电阻的电流进行实时采集，将采集的电压值和电流值发送至中央监控单元，并通过能耗电阻的耗能，释放电容的储能；

步骤3，通过中央监控单元判断电流值是否为零，若电流值为零，则执行步骤4；否则继续执行步骤2；

步骤4，通过中央监控单元控制阻值测量单元的内部元件，当阻值测量单元绝缘栅双极型晶体管接收到中央监控单元的闭合信号后，启动阻值测量电路，若阻值测量电路计算出阻值R接近于0，则判断为永久性故障；若阻值测量电路计算出阻值R特别大，则判断为故障消除，执行步骤5；

步骤5，通过中央监控单元给交流侧断路器发出闭合信号，交流侧断路器接收到中央监控单元的指令后，迅速完成闭合动作，并通过中央监控单元对双极短路故障恢复单元发送控制信号至绝缘栅双极型晶体管，并使其断开，此时交流系统给电容充电；

步骤6，通过电压互感器继续实时采集正负极母线间电压，将采集的电压值发送至中央监控单元；

步骤7，通过中央监控单元判断此时的电压值是否接近系统正常运行时母线的极间电压，若电压值接近系统正常运行时母线的极间电压，则执行步骤9；否则继续执行步骤5；

步骤8，通过中央监控单元向直流断路器发出闭合信号，直流断路器接收信号后完成闭合动作，此时系统恢复正常运行。