[发明专利]分布式层级过电压控制系统及方法

权利要求书

1.一种分布式层级过电压控制系统，其特征在于，包括安装于SVG进线柜内的组合式过电压保护器、能量吸收器、连接电抗器、功率单元、功率单元嵌位限压器、层叠母线和IGBT感应电压嵌位器；所述能量吸收器与连接电抗器并联后的一端连接组合式过电压保护器，并联后的另一端连接功率单元，且所述功率单元嵌位限压器和层叠母线分别与功率单元连接，所述IGBT感应电压嵌位器的两端分别连接在功率单元中每个IGBT的G极和E极之间，且所述IGBT感应电压嵌位器的两端连接在驱动板的输出端子G与输出端子E之间；

所述层叠母线包括正极铜排和负极铜排，所述正极铜排与负极铜排重叠铺放形成一母线，且所述正极铜排与负极铜排之间夹持有第一绝缘薄膜，所述母线的表面覆盖有第二绝缘薄膜。

2.根据权利要求1所述的分布式层级过电压控制系统，其特征在于，所述正极铜排的一端与串联的电解电容器组的正极连接，所述正极铜排的另一端分别与功率单元中IGBT的E极连接。

3.根据权利要求1或2所述的分布式层级过电压控制系统，其特征在于，所述功率单元嵌位限压器安装在功率单元的两根输出铜排之间。

4.根据权利要求3所述的分布式层级过电压控制系统，其特征在于，所述IGBT感应电压嵌位器包括两个稳压管和一个电阻；所述两个稳压管反串联后与电阻并联。

5.一种分布式层级过电压控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：由组合式过电压保护器形成第一级防线，对侵入SVG装置电源的大气过电压和操作过电压的大部分能量进行吸收，并将大气过电压和操作过电压的幅值限制在SVG装置允许的安全范围之内；

步骤B：能量吸收器与连接电抗器并联后形成第二级防线，在连接电抗器产生过电压的瞬间，采用能量吸收器对连接电抗器上的大部分磁场能量进行吸收，并将该连接电抗器产生的过电压限制在SVG装置安全范围之内；

步骤C：由功率单元嵌位限压器形成第三级防线，将步骤A和步骤B中剩余的过电压能量全部吸收，并将功率单元入口的电压限制在功率单元中每个IGBT允许的绝缘范围之内；

步骤D：由层叠母线形成第四级防线，对母线杂散电感产生过电压进行吸收，使得母线杂散电感的过电压大幅度减少；

步骤E：由IGBT感应电压嵌位器形成第五级防线，对驱动板接触不良所发生的交变电场感应过电压进行消耗，快速将存储在IGBT的G极与E极之间的电荷进行消耗。

6.根据权利要求5所述的分布式层级过电压控制方法，其特征在于，所述步骤D还包括通过加装小容量无感电容，对功率单元中每个IGBT开关的过电压进行吸收。

7.根据权利要求5所述的分布式层级过电压控制方法，其特征在于，所述层叠母线经紧密垫压成型，对正极铜排和负极铜排进行散热，并对层叠母线周围绝缘及均化电场应力。

8.根据权利要求5所述的分布式层级过电压控制方法，其特征在于，所述步骤E中由反串联的两个稳压管将驱动板过电压限制在允许的范围内，由电阻快速将存储在IGBT的G极与E极之间的电荷进行消耗。