具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本发明一实施例提供了一种具有制动负载保护功能的供电故障快速隔离与保护装置。发电机超速的直接原因是发电机的电能没有安全释放，本实施例提供的具有制动负载保护功能的供电故障快速隔离与保护装置，可以给发电机加一个制动电阻，来安全释放发电机的电能。当变流器在接通供电时能够对发电机的状态进行检测，判断是否存在超载、转速过高等状态，如果存在那么变流器拒绝接通供电，并切换至制动电路进行卸载，使安全防护更加完善、可靠。

图1为本发明一优选实施例中具有制动负载保护功能的供电故障快速隔离与保护装置的电路原理图。

参考图1所示，本实施例提供的具有制动负载保护功能的供电故障快速隔离与保护装置，包括：负载电阻箱单元、变流器监测单元和制动电路保护单元；其中：

所述负载电阻箱单元包括常用耗能电阻和制动电阻；所述常用耗能电阻与所述变流器监测单元相连，所述制动电阻与所述制动电路保护单元相连；

所述变流器监测单元包括整流逆变模块、机侧断路器和网侧断路器，所述整流逆变模块用于监测发电机变流器状态，并根据状态控制机侧断路器和网侧断路器的开启和关闭，所述机侧断路器和网侧断路器用于控制电路通断；

所述制动电路保护单元包括制动断路器、电路接入部件、继电器和开关，所述电路接入部件与所述变流器监测单元连接，根据变流器监测单元，所述继电器与所述电路接入部件连接，所述制动断路器与所述继电器连接，所述制动断路器的主回路进线端与发电机，所述制动断路器的主回路出线端与所述负载电阻箱单元的制动电阻连接。

作为一优选实施例，针对发电机高负荷运行的情况，当变流器故障时，所述变流器监测单元控制所述机侧断路器和网侧断路器断开，此时，所述负载电阻箱单元从电路系统切除；同时，所述变流器监测单元控制电路接入部件接通，进而使得中间继电器吸合，所述负载电阻箱单元重新投入电路系统，此时，所述负载电阻箱单元中的制动电阻投入工作，吸收发电机的电能。

作为一优选实施例，所述电路接入部件采用报警指示灯。

作为一优选实施例，所述制动断路器电流为1250A。

作为一优选实施例，所述制动断路器的主回路进线端与发电机之间连接的电缆外径为240mm²。

作为一优选实施例，所述制动断路器的主回路出线端与所述负载电阻箱单元的制动电阻之间连接的电缆外径为240mm²。

如图1所示，本实施例提供的具有制动负载保护功能的供电故障快速隔离与保护装置，在系统故障情况下，通过断路器控制单元控制各进线开关和出线开关实现故障快速隔离并连通制动负载实现保护的功能。本实施例能实现故障线路的快速隔离，有效提高供电的可靠性和稳定性。

其中，所述负载电阻箱单元中，常用耗能电阻与变流器监测单元相连，负载电阻箱单元中的制动电阻与制动电路保护单元相连；所述制动电路保护单元中，通过制动电路变流器断路报警输出端子1、2，控制制动保护电路接触器KA3吸合、断开；所述变流器监测单元中，整流逆变模块负责监测发电机的状态，机侧、网侧断路器控制变流器监测单元电路的通断。

变流器监测模块持续监测发电机电压，当发电机电压超过保护值时变流器故障停机并点亮变流器柜门上的故障指示灯HL1。可以从变流器故障指示灯HL1的接线端子接线到中间继电器KA1的线圈，当HL1点亮时，KA3也吸和。

用KA1控制制动断路器QS3启停，制动断路器QS3参考电流1250A。从发电机电机线(参考电缆外径240mm²)另外接一组电缆线到制动断路器QS3主回路进线端，制动断路器QS3主回路出线端接现场负载箱(参考电缆外径240mm²)。

当发电机高负荷运行时，如果出现发电机电压超过保护值或者其它原因引起的变流器故障，变流器会立刻断开机侧断路器QS2和网侧断路器QS1并点亮故障指示灯，负载箱就从系统上面切除了，同时QS3吸和，负载箱又重新投入，只不过此时负载箱的功能由正常负载转变为制动电阻了。从负载箱转变为制动电阻这整个过程可以在1秒钟以内完成，此后就由制动电阻吸收发电机的电能了。变流器故障时负载电阻是多少，制动电阻就是多少，不需要手动干预。这样发电机电能可以继续有效安全释放，膨胀机控制系统也接收到变流器的故障信号进入停机状态，发电机转速不会继续提高进而飞车。

当发电机停止后，手动复位变流器，变流器故障指示灯HL1就会灭掉，制动电阻就退出了，不再影响重新开机。

无论发电机有没有运行，只要变流器出现故障，制动电阻都会投入使用，必须先排除变流器故障才能启动发电机。

本发明另一实施例提供了一种上述任一项实施例中所提供的具有制动负载保护功能的供电故障快速隔离与保护装置的隔离与保护方法，包括：

采用变流器监测单元的整流逆变模块实时监测发电机变流器状态；当采集到的变流器状态为变流器故障时，变流器监测单元控制机侧断路器和网侧断路器断开，此时，负载电阻箱单元从电路系统切除；同时，变流器监测单元控制电路接入部件接通，进而使得中间继电器吸合，负载电阻箱单元重新投入电路系统，此时，负载电阻箱单元中的制动电阻投入工作，吸收发电机的电能。

本发明第三个实施例提供了一种永磁同步发电机组，包括永磁同步发电机以及与永磁同步发电机连接的上述任一项实施例中所提供的的具有制动负载保护功能的供电故障快速隔离与保护装置。

永磁同步发电机只要转速超过额定转速其输出电压就会超过额定电压，转速越高电压越高。为了防止电压高导致发电机及负载损坏，需要控制住永磁同步发电机转速。发电机超速的直接原因是发电机的电能没有安全释放，本发明上述实施例提供的具有制动负载保护功能的供电故障快速隔离与保护装置、方法，可以给发电机加一个制动电阻，来安全释放发电机的电能。当变流器监测单元在接通供电时能够对发电机的变流器状态进行检测，判断发电机是否存在超载、转速过高等状态，如果存在那么变流器拒绝接通供电，并切换至制动电路进行卸载，使安全防护更加完善、可靠。

需要说明的是，本发明提供的方法中的步骤，可以利用系统中对应的模块、装置、单元等予以实现，本领域技术人员可以参照系统的技术方案实现方法的步骤流程，即，系统中的实施例可理解为实现方法的优选例，在此不予赘述。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。