[实用新型]一种具有瞬时速断保护功能的变压系统

说明书

本实用新型涉及一种具有瞬时速断保护功能的变压系统，包括速断变压装置，所述速断变压装置的输出侧设有采用由IGBT模块构成的反向H桥结构的直流‑交流转换单元，所述直流‑交流转换单元的各输出侧IGBT模块分别设有各自的分流旁路，分流旁路上串联有关断电容、泄流电阻和晶闸管。当判断出漏电故障时，控制各晶闸管导通，使直流‑交流转换单元中的各输出侧IGBT模块自行关断，各分流旁路通过关断电容和泄流电阻将电流快速衰减至零，晶闸管自行关断，切断交流供电系统供电。本实用新型切断交流供电系统供电的时间不超过0.35毫秒，可有效防止煤矿井下低压供电系统因漏电或短路造成人身触电安全事故，提高供电系统的安全性、可控性和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及一种适用于煤矿井下低压交流系统的电力电子变压技术，尤其涉及一种具有瞬时速断保护功能的变压系统。

背景技术

煤矿井下低压1140V、660V和127V供电系统所处环境最为复杂，人工操作用电设备最多。同时，随着掘进和开采的推进，井下移动变电站应尽可能小型化且便于移动。并且，井下低压用电设备多为感性负载，因用电设备启动时，启动电流较大，故而易造成对漏电或短路故障的误判且在出现漏电或短路故障时不具备瞬时速断保护功能，容易造成人身触电安全事故，既影响供电系统的安全性，又影响其可控性和稳定性。

实用新型内容

为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了具有瞬时速断保护功能的变压系统，能够在相应控制系统的配套控制下，在用电系统出现相关故障时快速切断供电。

本实用新型实现上述目的的技术方案是：一种具有瞬时速断保护功能的变压系统，包括速断变压装置，所述速断变压装置的输出侧设有采用由IGBT模块构成的反向H桥结构的直流-交流转换单元，所述直流-交流转换单元的各输出侧IGBT模块分别设有各自的分流旁路，所述分流旁路上串联有关断电容、泄流电阻和晶闸管。

所述晶闸管优选为门极可关断晶闸管。

各所述分流旁路构成所述具有瞬时速断保护功能的变压系统的瞬时速断模块(或称瞬时速断保护执行电路)。

优选的，所述速断变压装置的输出侧引线上设有零序电流传感器、零序电压传感器和线电压传感器，构成所述具有瞬时速断保护功能的变压系统的漏电信号采集单元。

所述零序电压传感器的电压采集电路可以采用由三个并联的采用电容构成，三个所述采样电容的输入分别接入所述速断变压装置的三相输出侧引线，三个所述采样电容的输出接地(适用于三相交流供电系统)。

优选的，所述速断变压装置包括依次连接的交流-交流输入转换模块、高频变压模块和交流-交流输出转换模块，所述交流-交流输入转换模块包括三组相串联的滤波电感和组合单元模块，三组所述相串联的滤波电感和组合单元模块级联，所述组合单元模块包括交流-直流转换单元和直流-交流转换单元，二者之间并联有高压滤波电容，所述交流-交流输出转换模块包括三个级联的所述组合单元模块，所述交流-交流输出转换模块的直流-交流转换单元为所述速断变压装置的输出侧的直流-交流转换单元。

优选的，所述交流-直流转换单元采用由四个所述IGBT模块构成的H桥结构。

优选的，所述直流-交流转换单元采用由四个所述IGBT模块构成的反向H桥结构。

优选的，所述高频变压模块为固定变比的高频电压变换器。

优选的，所述速断变压装置的数量为一个或三个，分别对应于单相或三相交流供电系统，所述速断变压装置的输入和输出分别接入交流供电系统的相应相的高压侧和低压侧。

所述具有瞬时速断保护功能的变压系统可以配套设置或者说包括中央控制系统，所述中央控制系统包括CPU，所述零序电流传感器、所述零序电压传感器和所述线电压传感器的信号输出接入所述CPU的相应信号输入端，所述CPU的速断控制信号输出接入各所述晶闸管的门极，所述CPU的变压控制信号输出接入各所述IGBT模块中的IGBT的门极。