[发明专利]一种故障柔性消弧装置

说明书

本申请公开了一种故障柔性消弧装置，包括：第一开关组、第二开关组、储能变流器和控制器；第一开关组包括第一开关、第二开关和第三开关，第二开关组包括第四开关、第五开关和第六开关；储能变流器的第一端通过第一开关连接三相电源的第一相；储能变流器的第二端通过第二开关连接三相电源的第二相；储能变流器的第三端通过第三开关连接三相电源的第三相；控制器，用于若三相电源的第一相发生接地故障时，控制第一开关组和第二开关组中的部分开关闭合，使三相电源的第二相和/或第三相通过储能变流器接地。本申请利用储能变流器中的部分电路作为故障柔性消弧装置中的H桥电路，可以减少故障柔性消弧装置的成本。

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及一种故障柔性消弧装置。

背景技术

在配电网的不断扩大及电力电缆的大量使用下，三相电源的单相接地故障电流剧增。三相电源的单相接地故障可以产生电弧，该电弧难于自行熄灭，易引发火灾。根据工频熄弧理论可分析得出，间歇性电弧将产生3.5倍相电压的过电压，过电压会导致非故障相绝缘薄弱环节击穿，造成相间短路，也会造成供电设备绝缘击穿损坏。针对上述问题，相关技术中在三相电源中增加以电力电子设备为基础的故障柔性消弧装置，可以实现接地故障电流无功分量、有功分量和谐波分量的全补偿。但目前的故障柔性消弧装置需要在三相电源上额外多增加多个H桥子模块，使得故障柔性消弧装置的成本较高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种故障柔性消弧装置，用于消除三相电源中接地故障产生的电弧。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

本申请实施例提供一种故障柔性消弧装置，包括：第一开关组、第二开关组、储能变流器和控制器；

第一开关组包括第一开关、第二开关和第三开关，第二开关组包括第四开关、第五开关和第六开关；

储能变流器的第一端通过第一开关连接三相电源的第一相；储能变流器的第二端通过第二开关连接三相电源的第二相；储能变流器的第三端通过第三开关连接三相电源的第三相；

储能变流器的第一端通过第四开关接地；储能变流器的第二端通过第五开关接地；储能变流器的第三端通过第六开关接地；

控制器，用于若三相电源的第一相发生接地故障时，控制第一开关组和第二开关组中的部分开关闭合，使三相电源的第二相和/或第三相通过储能变流器接地。

在一些可能的实施例中，控制器具体用于若三相电源的第一相发生接地故障时，控制第二开关和第四开关闭合，第一开关断开，使储能变流器的第二端的输出电流对三相电源的输出电流进行补偿。

在一些可能的实施例中，控制器具体用于若三相电源的第一相发生接地故障时，控制第三开关和第四开关闭合，第一开关断开，使储能变流器的第三端的输出电流对三相电源的输出电流进行补偿。

在一些可能的实施例中，控制器具体用于若三相电源的第一相发生接地故障时，控制第二开关、第三开关和第四开关均闭合，第一开关断开，使储能变流器的第二端的输出电流和变流器第三端的输出电流，对三相电源的输出电流进行补偿。

在一些可能的实施例中，控制器还用于若三相电源未发生接地故障，控制第一开关、第二开关和第三开关均闭合，第四开关、第五开关和第六开关均断开，使储能变流器对三相电源的输出电流进行调节。

在一些可能的实施例中，还包括：消弧辅助电感；

储能变流器的第一端通过第四开关连接消弧辅助电感的第一端；储能变流器的第二端通过第五开关连接消弧辅助电感的第一端；储能变流器的第三端通过第六开关连接消弧辅助电感的第一端；消弧辅助电感的第二端接地。

在一些可能的实施例中，储能变流器为级联型储能变流器，储能变流器包括第一级联簇、第二级联簇和第三级联簇；