[发明专利]基于IGBT的配网PT高压侧快速开断装置及方法

说明书

本公开提出了基于IGBT的配网PT高压侧快速开断装置及方法，快速开断装置包括依次连接的电压跌落检测模块、谐振检测模块、IGBT驱动电路和IGBT开关电路；IGBT开关电路连接在配网电压互感器和电网母线之间，IGBT开关电路包括多个串联连接的IGBT开关。通过IGBT串联的形式代替传统的熔断器，可以获得更高的额定工作电压，也可以获得更好的开关性能，同时降低因谐振导致的PT故障率，IGBT开关电路动作迅速，不需要多个周期的谐振电流作用来熔断，能够在谐振初期就通过控制将PT切除，能够大大减少谐振对PT的冲击，从而保护PT，提高系统运行的稳定性和安全性。提高电网系统运行的效率。

技术领域

本公开涉及电力系统设备相关技术领域，具体的说，是涉及基于IGBT的配网PT高压侧快速开断装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

电压互感器损坏及其支路熔断器的熔断均会导致由该电压互感器提供电压信息的支路停运，可能会威胁电网的安全运行，运行状态与电网的电能质量和安全运行关系密切。

采用中性点不直接接地的运行方式的电网系统，系统发生单相接地故障时不需要立即跳闸，可以带故障运行，但是在系统带故障运行的时间内，容易发生电压互感器高压侧熔断器熔断和电压互感器(PT)烧毁等事故，将单相接地故障发展成多相接地，使事故扩大，造成更大的损失。故障时，电压互感器的等效电感和线路对地电容的等效电容形成的串联谐振形成过电流，由于电压互感器铁心的非线性，配电网在运行状态发生突然改变时会引起电磁式电压互感器铁心饱和，等效电抗值减小。当其电抗值与系统中的电容参数匹配时，就会发生串联铁磁谐振。

发明人发现，已有的抑制策略大多是对PT本体及其辅助电路进行设计调整，增加辅助抑制措施，改变谐振参数的方式来降低PT故障，但效果不理想。PT高压侧熔断器熔断过程中，需要积累足够的热量，当超过了熔断器的承受范围熔断器烧毁，在此过程中，自由振荡磁链反复冲击电压互感器的铁心，使铁心进入饱和，产生同频于磁链的冲击电流，电流发热的叠加造成电压互感器的损坏。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了基于IGBT的配网PT高压侧快速开断装置及方法，采用多个串联的IGBT开关电路，检测到电压降落即谐波产生的初期，就能快速的切除电压互感器，能够避免电压互感器损坏。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了基于IGBT的配网PT高压侧快速开断装置，包括依次连接的电压跌落检测模块、谐振检测模块、IGBT驱动电路和IGBT开关电路；IGBT开关电路连接在配网电压互感器和电网母线之间，IGBT开关电路包括多个串联连接的IGBT开关。

一个或多个实施例提供了基于IGBT的配网PT高压侧快速开断方法包括如下步骤：

获取检测的配网母线电压信号，进行电压跌落检测；

当发生电压跌落，获取配网母线电压信号，判断是否发生谐振；

当发生谐振，驱动IGBT开关电路，快速分断电压互感器高压侧与配网母线的连接；

所述IGBT开关电路连接在配网电压互感器和电网母线之间，IGBT开关电路包括多个串联连接的IGBT开关。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开通过IGBT串联的形式代替传统的熔断器，可以获得更高的额定工作电压，也可以获得更好的开关性能，同时降低因谐振导致的PT故障率， IGBT开关电路动作迅速，不需要多个周期的谐振电流作用来熔断，能够在谐振初期就通过控制将PT切除，能够大大减少谐振对PT的冲击，从而保护PT，提高系统运行的稳定性和安全性。提高电网系统运行的效率。

本公开的优点以及附加方面的优点将在下面的具体实施例中进行详细说明。