一种风电机组撬棒保护电路的制作方法
一种风电机组撬棒保护电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种风电机组撬棒保护电路，包括：风力机，风力机上设置有发电机定子和发电机转子，发电机定子接入电网；发电机转子连接转子侧变流器，转子侧变流器通过网侧变流器连接发电机定子；转子侧变流器连接由二极管、撬棒电阻、晶闸管三部分共同组成的撬棒电路；撬棒电阻并联连接由动态电阻、第二晶闸管共同组成的动态电阻电路；第二晶闸管用于控制动态电阻是否并联到所述撬棒电路中。该保护电路克服了传统Crowbar电路采用固定电阻，不能满足低电压穿越各阶段对电阻值的要求。在达到同样低电压穿越效果的前提下，兼顾了对转子过电流和直流母线电压的有效抑制，同时可缩短Crowbar电路的投入时间，有利于电网电压的恢复。
【专利说明】—种风电机组撬棒保护电路【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风电机组领域，尤其是能保护风机变流器的并联动态电阻的撬棒电路。
【背景技术】
[0002]目前，风电机组的Crowbar (撬棒)电路通常采用固定阻值的方法(参见图1)，来抑制转子过电流，保护发电机的电力电子器件。但是，如果阻值选取过小，则抑制转子电流的效果不佳，对转子侧变流器造成损坏；如果阻值选取过大，转子电压过大，造成直流母线电压过高，损坏直流母线电容和变流器。即使有一些整定阻值的方法，也很难兼顾转子过电流和直流母线过电压。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供了一种风电机组撬棒保护电路，该保护电路采用并联动态电阻的Crowbar电路，同时兼顾对转子过电流和直流母线电压的抑制，详见下文描述:
[0004]一种风电机组撬棒保护电路，包括:风力机，所述风力机上设置有发电机定子和发电机转子，所述发电机定子接入电网；所述发电机转子连接转子侧变流器，所述转子侧变流器通过网侧变流器连接所述发电机定子；所述转子侧变流器连接由二极管、撬棒电阻、晶闸管三部分共同组成的撬棒电路；所述撬棒电阻并联连接由动态电阻、第二晶闸管共同组成的动态电阻电路；所述第二晶闸管用于控制所述动态电阻是否并联到所述撬棒电路中。
[0005]本实用新型提供的技术方案的有益效果是:该保护电路克服了传统Crowbar电路采用固定电阻，不能满足低电压穿越各阶段对电阻值的要求。在达到同样低电压穿越效果的前提下，兼顾了对转子过电流和直流母线电压的有效抑制，同时可缩短Crowbar电路的投入时间，有利于电网电压的恢复。
【专利附图】
【附图说明】`
[0006]图1为传统的双馈风力发电机的Crowbar电路图；
[0007]图2为本实用新型提出的带动态电阻的风电机组Crowbar动态保护电路。
[0008]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0009]1:风力机；2:发电机定子；
[0010]3:发电机转子；4: 二极管；
[0011]5:Crowbar 电阻；6:第一晶闸管；
[0012]7:转子侧变流器；8:网侧变流器；
[0013]9:电网；10:动态电阻；
[0014]11:第二晶闸管。
[0015]其中，二极管4、Crowbar电阻5、第一晶闸管6三部分共同组成Crowbar电路；二极管4接成三相桥式结构；第一晶闸管6控制Crowbar电路的投入与退出；转子侧变流器7、网侧变流器8共同组成发电机的变流器；动态电阻10、第二晶闸管11共同组成动态电阻电路，第二晶闸管11用于控制动态电阻10是否并联到Crowbar电路中。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0017]一种风电机组撬棒保护电路，参见图2，包括:风力机1，风力机I上设置有发电机定子2和发电机转子3，发电机定子2接入电网9 ;发电机转子3连接转子侧变流器7，转子侧变流器7通过网侧变流器8连接发电机定子2 ;转子侧变流器7连接由二极管4、Cr0Wbar电阻5、第一晶闸管6三部分共同组成的Crowbar电路；Crowbar电阻5并联连接由动态电阻10、第二晶闸管11共同组成的动态电阻电路。
[0018]下面详细分析该保护电路的工作原理:在电力系统故障初期，首先考虑发电机转子3的过电流问题，当发电机转子3的电流超过其电流阈值时，投入Crowbar电路但不投入动态电阻10，同时闭锁转子侧变流器7，此时Crowbar电路的等效阻值较大，能够有效地抑制发电机转子3的电流，同时加快了转子磁链和转子电流的衰减；在直流母线电压上升到电压阈值时，接入动态电阻10，相当于减小了 Crowbar电路的等效电阻，能够有效抑制直线母线电压的上升；当直流母线电压降到电压阈值以下时，断开动态电阻10 ;当直流母线电压在电压阈值以下且发电机转子3的电流降到其返回值时，切除Crowbar电路。
[0019]其中，电流阈值和电压阈值根据实际应用中的需要进行设定，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。
[0020]本实用新型实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0021]本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种风电机组撬棒保护电路，包括:风力机(1)，所述风力机(I)上设置有发电机定子(2)和发电机转子(3)，所述发电机定子(2)接入电网(9);所述发电机转子(3)连接转子侧变流器(7)，所述转子侧变流器(7)通过网侧变流器(8)连接所述发电机定子(2);所述转子侧变流器(7)连接由二极管(4)、撬棒电阻(5)、晶闸管(6)三部分共同组成的撬棒电路；其特征在于，所述撬棒电阻(5)并联连接由动态电阻(10)、第二晶闸管(11)共同组成的动态电阻电路；所述第二晶闸管(11)用于控制所述动态电阻(10)是否并联到所述撬棒电路中。
【文档编号】H02P9/10GK203675025SQ201420019118
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】姜惠兰, 刘秉祺, 张曼, 刘剑, 宋颖巍, 刘岩, 宁辽逸, 蒋理, 赵德伟, 赵琳 申请人:天津大学, 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院
【专利摘要】本实用新型公开了一种风电机组撬棒保护电路，包括：风力机，风力机上设置有发电机定子和发电机转子，发电机定子接入电网；发电机转子连接转子侧变流器，转子侧变流器通过网侧变流器连接发电机定子；转子侧变流器连接由二极管、撬棒电阻、晶闸管三部分共同组成的撬棒电路；撬棒电阻并联连接由动态电阻、第二晶闸管共同组成的动态电阻电路；第二晶闸管用于控制动态电阻是否并联到所述撬棒电路中。该保护电路克服了传统Crowbar电路采用固定电阻，不能满足低电压穿越各阶段对电阻值的要求。在达到同样低电压穿越效果的前提下，兼顾了对转子过电流和直流母线电压的有效抑制，同时可缩短Crowbar电路的投入时间，有利于电网电压的恢复。
【专利说明】—种风电机组撬棒保护电路【技术领域】
[0001]本实用新型涉及风电机组领域，尤其是能保护风机变流器的并联动态电阻的撬棒电路。
【背景技术】
[0002]目前，风电机组的Crowbar (撬棒)电路通常采用固定阻值的方法(参见图1)，来抑制转子过电流，保护发电机的电力电子器件。但是，如果阻值选取过小，则抑制转子电流的效果不佳，对转子侧变流器造成损坏；如果阻值选取过大，转子电压过大，造成直流母线电压过高，损坏直流母线电容和变流器。即使有一些整定阻值的方法，也很难兼顾转子过电流和直流母线过电压。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供了一种风电机组撬棒保护电路，该保护电路采用并联动态电阻的Crowbar电路，同时兼顾对转子过电流和直流母线电压的抑制，详见下文描述:
[0004]一种风电机组撬棒保护电路，包括:风力机，所述风力机上设置有发电机定子和发电机转子，所述发电机定子接入电网；所述发电机转子连接转子侧变流器，所述转子侧变流器通过网侧变流器连接所述发电机定子；所述转子侧变流器连接由二极管、撬棒电阻、晶闸管三部分共同组成的撬棒电路；所述撬棒电阻并联连接由动态电阻、第二晶闸管共同组成的动态电阻电路；所述第二晶闸管用于控制所述动态电阻是否并联到所述撬棒电路中。
[0005]本实用新型提供的技术方案的有益效果是:该保护电路克服了传统Crowbar电路采用固定电阻，不能满足低电压穿越各阶段对电阻值的要求。在达到同样低电压穿越效果的前提下，兼顾了对转子过电流和直流母线电压的有效抑制，同时可缩短Crowbar电路的投入时间，有利于电网电压的恢复。
【专利附图】
【附图说明】`
[0006]图1为传统的双馈风力发电机的Crowbar电路图；
[0007]图2为本实用新型提出的带动态电阻的风电机组Crowbar动态保护电路。
[0008]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0009]1:风力机；2:发电机定子；
[0010]3:发电机转子；4: 二极管；
[0011]5:Crowbar 电阻；6:第一晶闸管；
[0012]7:转子侧变流器；8:网侧变流器；
[0013]9:电网；10:动态电阻；
[0014]11:第二晶闸管。
[0015]其中，二极管4、Crowbar电阻5、第一晶闸管6三部分共同组成Crowbar电路；二极管4接成三相桥式结构；第一晶闸管6控制Crowbar电路的投入与退出；转子侧变流器7、网侧变流器8共同组成发电机的变流器；动态电阻10、第二晶闸管11共同组成动态电阻电路，第二晶闸管11用于控制动态电阻10是否并联到Crowbar电路中。
【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0017]一种风电机组撬棒保护电路，参见图2，包括:风力机1，风力机I上设置有发电机定子2和发电机转子3，发电机定子2接入电网9 ;发电机转子3连接转子侧变流器7，转子侧变流器7通过网侧变流器8连接发电机定子2 ;转子侧变流器7连接由二极管4、Cr0Wbar电阻5、第一晶闸管6三部分共同组成的Crowbar电路；Crowbar电阻5并联连接由动态电阻10、第二晶闸管11共同组成的动态电阻电路。
[0018]下面详细分析该保护电路的工作原理:在电力系统故障初期，首先考虑发电机转子3的过电流问题，当发电机转子3的电流超过其电流阈值时，投入Crowbar电路但不投入动态电阻10，同时闭锁转子侧变流器7，此时Crowbar电路的等效阻值较大，能够有效地抑制发电机转子3的电流，同时加快了转子磁链和转子电流的衰减；在直流母线电压上升到电压阈值时，接入动态电阻10，相当于减小了 Crowbar电路的等效电阻，能够有效抑制直线母线电压的上升；当直流母线电压降到电压阈值以下时，断开动态电阻10 ;当直流母线电压在电压阈值以下且发电机转子3的电流降到其返回值时，切除Crowbar电路。
[0019]其中，电流阈值和电压阈值根据实际应用中的需要进行设定，具体实现时，本实用新型实施例对此不做限制。
[0020]本实用新型实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。
[0021]本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0022]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种风电机组撬棒保护电路，包括:风力机(1)，所述风力机(I)上设置有发电机定子(2)和发电机转子(3)，所述发电机定子(2)接入电网(9);所述发电机转子(3)连接转子侧变流器(7)，所述转子侧变流器(7)通过网侧变流器(8)连接所述发电机定子(2);所述转子侧变流器(7)连接由二极管(4)、撬棒电阻(5)、晶闸管(6)三部分共同组成的撬棒电路；其特征在于，所述撬棒电阻(5)并联连接由动态电阻(10)、第二晶闸管(11)共同组成的动态电阻电路；所述第二晶闸管(11)用于控制所述动态电阻(10)是否并联到所述撬棒电路中。
【文档编号】H02P9/10GK203675025SQ201420019118
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】姜惠兰, 刘秉祺, 张曼, 刘剑, 宋颖巍, 刘岩, 宁辽逸, 蒋理, 赵德伟, 赵琳 申请人:天津大学, 国网辽宁省电力有限公司经济技术研究院
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