[发明专利]复合保护低压断路器

说明书

本发明公开了一种复合保护低压断路器，包括脱扣器、零序感应线圈、复合保护电路，复合保护电路与低压断路器相线的输出端以及零相的输入端连接。所述复合保护电路仅仅只需一个高压触发二极管与电阻即可实现过电压保护功能，高压触发二极管作为可靠性极高的成熟无源器件，与采用大量有源检测电路设计的过电压保护装置相比，大大提升了可靠性。本发明用极低的成本实现了孤岛保护，并解决了漏电断路器误跳闸的问题。

技术领域

本发明涉及电力保护设备领域，特别是涉及一种复合保护低压断路器。

背景技术

随着电力电子技术的发展，越来越多的含分布式电源的小型微网投入应用，小型断路器作为低压配网保护的基础部件，如何适应含分布式电源的微网系统，是亟待解决的问题。微网系统含有大量电力电子变流器，由于变流器设备的特殊要求以及对于供电系统扰动的敏感性，对于故障保护有着特殊的需求。

电力电子器件对于过电压应力的承受能力较差，如果仅仅依靠变流器本身的保护，有时会有显著的局限性。部分单相微网实验系统遭遇零相开路过电压即发生变流器烧毁事故，此时只有进一步依靠外部设备，如小型断路器，快速切除故障，才能可靠的保护变流器设备。

此外，分布式电源变流器均具备孤岛效应保护功能，但实际应用中，常常出现动作滞后的问题，如果借助外部断路器，通过简单方式实现孤岛效应的辅助后备保护，则能进一步提升微网系统的安全性。孤岛效应保护对于含有分布式电源的末端电网不可或缺，很多新能源逆变单元综合应用主动式与被动式孤岛效应保护方案，取得了较好的效果。然而对于低压小容量的微网系统，如家用光伏系统等，由于其逆变器本身的孤岛保护检测较简单，常常发生外部电网故障后停机缓慢等问题，且由于其停机仅仅依靠变流器停机，不能实现开关设备的机械断开点隔离，因此仍存在一定的隐患。

同时，电力电子设备由于大量采用的抗干扰对地电容，这些电容累积以后的容性电流，将很容易使漏电断路器误跳闸。

因此亟需提供一种新型的低压断路器来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种复合保护低压断路器，能够实现有效的过电压保护及孤岛保护。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种复合保护低压断路器，包括脱扣器、零序感应线圈、复合保护电路，复合保护电路与低压断路器相线的输出端以及零相的输入端连接；

所述复合保护电路包括负载电阻R1、限流电阻R2、谐振电容C、平波电容C1、谐振电感L、二极管D、晶闸管SCR、高压触发二极管SIDAC；限流电阻R2的一端与低压断路器相线的输出端连接、另一端与高压触发二极管SIDAC串联，高压触发二极管SIDAC的另一端与零相的输入端连接；谐振电容C与谐振电感并联后一端与限流电阻R2并联、另一端与晶闸管SCR的门极并联，负载电阻R1与二极管D的负极串联后一端与晶闸管SCR的门极并联、另一端与晶闸管SCR的正极并联，平波电容C1并联在负载电阻R1与二极管D的两端，负载电阻R1与二极管D之间的连接点与零相的输入端连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述谐振电感L与谐振电容C的谐振频率在52—58Hz之间。

本发明的有益效果是：

(1)本发明用极低的成本实现了孤岛保护。本发明提出的技术方案，通过巧妙设置谐振回路，利用谐振回路在频率偏移下直接驱动漏电保护脱扣器跳闸，具有结构简单、可靠性高的特点，同时可在不使用任何芯片控制的条件下实现，这是现有技术所难以做到的；

(2)本发明解决了漏电断路器误跳闸的问题。本发明通过将谐振电路的谐振频点设置调整，使得对于50Hz工频略呈现感性，这就使得漏电断路器的零序感应线圈中有一个较小的感性补偿电流，就可以抵消容性漏电流，从而避免漏电断路器误跳闸的隐患；