一种固态切换开关制造技术

本实用新型专利技术公开了一种固态切换开关，连接在为负载提供交流供电的多路交流电源的供电线路中，用于在多路交流电源之间切换，包括主控制器、用于检测每一路交流电源的电压值的电压检测装置以及多组分别由两个晶闸管反向并联组成的开关单元；所述电压检测装置连接在交流电源与开关单元相连接的供电线路上，生成电压检测值输出至主控制器，所述主控制器根据接收到的电压检测值生成用于控制晶闸管通断的触发信号；所述开关单元一一对应地串联在每一路交流电源的供电线路中，其晶闸管的控制极连接主控制器，接收主控制器输出的触发信号，以进行供电线路的切换。该固态切换开关切换时间可以小于6毫秒，切实保障了敏感负载供电的连续性和可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电カ控制
，具体地说，是涉及一种用于在多路供电电源之间进行快速切换的电能切換装置。技术背景在目前的电网供电系统中，电网经常会因为大型非线性/沖击性负载的投切、雷电天气、负载故障等原因，造成供电电压瞬间暂降(即出现晃电)或者供电中断等问题，由此导致某些敏感的用电设备(例如电脑服务器、数据处理器、不允许断电的设备等)終止供电，从而给石油、化工、半导体、纺织、冶金等连续性生产的行业或者金融中心、数据中心、医院、交通运输等系统带来设备停运、エ艺流程中断、数据丢失、设备损坏等严重后果，造成重大的经济损失甚至人员伤亡。因此，对于供电有特殊要求的行业往往都配置有多路供电电源，一旦运行的主电源出现故障或者异常，需要将敏感负载的供电无扰地切換到其他备用电源上，以满足敏感负载的不间断供电需求。对于目前用于在多路电源之间进行切换的电能切換装置来说，大多采用机械式开关，切换时间在数秒到数十秒之间。而对于某些敏感负载来说，要求20毫秒甚至几个毫秒之内完成电源的切換，因此，传统的电能切換装置显然无法满足这些敏感负载对电源切換速度的要求。并且，传统的电能切換装置在开关过程中经常会产生电弧，由此也使得该类电能切换装置的使用寿命大大缩短。
技术实现思路
本技术为了解决现有电能切換装置切換时间长、使用寿命短的问题，提供了一种能够实现多路电源迅速切換的固态切换开关，在保证电网系统安全运行的同时，满足了敏感负载的连续用电需求。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案予以实现一种固态切换开关，连接在为负载提供交流供电的多路交流电源的供电线路中，用于在多路交流电源之间进行切換，包括主控制器、用于检测每一路交流电源的电压值的电压检测装置以及多组分别由两个晶闸管反向并联组成的开关单元；所述电压检测装置连接在交流电源与开关单元相连接的供电线路上，采样生成电压检测值输出至所述的主控制器，所述主控制器根据接收到的电压检测值生成用于控制晶闸管通断的触发信号；所述开关单元一一对应地串联在每一路交流电源的供电线路中，其晶闸管的控制极连接主控制器，接收主控制器输出的触发信号，以进行供电线路的切換。优选的，在所述每一路交流电源的每一条相电源线中均串联有ー组所述的开关单J Li ο进ー步的，在所述电压检测装置中包含有多组分别由多个分压电阻串联组成的分压网络，在交流电源的每一条相电源线与地之间各自连接ー组所述的分压网络，通过每ー组分压网络的其中一个分压节点输出电压检测值至所述的主控制器。为了实现各路晶闸管的电流过零检测，在所述每一路交流电源连接负载的供电线路中均连接有用于对交流电源进行电流检测的电流检测装置，所述电流检测装置输出电流检测信号至所述的主控制器。优选的，在所述多路交流电源中包含有一路主电源和至少一路备用电源，所述备用电源与主电源同歩。对于主电源和备用电源不是常规供电电源的情況，为了满足负载的供电需求，在所述每一路交流电源连接负载的供电线路中均连接有用于对交流电源进行降压变换的变压器。对于接ロ驱动能力不足的主控制器来说，为了实现对各路晶闸管的准确触发，将 所述主控制器输出的触发信号经由驱动单元处理后，再输出至晶闸管的控制扱。再进ー步的，在所述固态切换开关中还设置有人机交互単元，连接所述的主控制器，接收外部输入的系统设置參数，并显示系统的运行情況。更进一歩的，在所述人机交互単元中还设置有远程通讯模块，所述远程通讯模块以有线或者无线数据传输方式与远程的控制中心进行双向通信，将系统的运行情况定时地传送至远程的控制中心，并可接收控制中心发出的系统设置參数，进而实现远程监控功能。为了方便对固态切換开关进行检修和维护，在所述每ー组开关単元的两端分别并联有ー个旁路开关，在对固态切換开关进行检修或者维护时，可以闭合旁路开关，通过旁路为负载继续供电。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是本技术的固态切换开关从一路电源切换到另一路电源，其切换时间可以小于6毫秒，由此不仅可以避免因电压暂降带来的供电终止问题，而且从真正意义上实现了多路电源的互补、无扰供电，切实保障了敏感负载供电的连续性和可靠性。通过采用晶闸管作为开关器件，从而有效避免了开关过程中电弧的产生，杜绝了环流现象的出现，确保了电网系统的安全以及负载的正常稳定运行，具有投资少、节电、供电可靠、安全等显著优势。结合附图阅读本技术实施方式的详细描述后，本技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图I是本技术所提出的固态切换开关的整体架构示意图；图2是将固态切换开关应用在三相双电源供电系统中的一种实施例的电路原理框图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细地描述。本技术为了解决传统电能切換装置采用机械式开关进行供电线路切換，在开关过程中易产生电弧，进而影响装置使用寿命的问题，提出利用晶闸管作为开关元件组成用于执行供电线路切换动作的开关单元，并配合控制单元和检测单元组成固态切换开关，实现对多路供电电源的无扰切換，不仅避免了切换过程中电弧的产生，而且开关动作响应迅速，为连续用电型负载的持续正常运行提供了保障。下面通过ー个具体的实施例来详细阐述所述固态切换开关的具体组建结构及其工作原理。实施例一，參见图I所示，本实施例的固态切换开关主要包括电压检测装置VI、V2、主控制器和开关单元SCR1、SCR2等组成部分。其中，电压检测装置VI、V2用于对各路交流电源的电压值进行采样检测，提供给主控制器以完成对交流电源是否出现异常的分析和判断；开关单元SCR1、SCR2包括多组，分别连接在每一路交流电源的供电线路中，用于在各路交流电源之间进行选择切換。本实施例在设计所述开关単元SCR1、SCR2的过程中，考虑到晶闸管具有成本低、过载能力强、可靠性高等特点，采用晶闸管作为开关元件来设计所述的开关单元SCR1、SCR2，如图I所示。考虑到交流电源的电流双向传输特性，在设计所述开关单元SCR1、SCR2时，需要在每ー组开关单元SCR1、SCR2中均设置两个晶闸管T1P/T1N、T2P/T2N，且将两个晶闸管TIP/TIN、T2P/T2N反向并联后，串联在每一路交流电源的供电线路中。当交流电源处于正半周吋，电流从正向晶闸管TlP或T2P流过；当交流电源处于负半 周吋，电流从反向晶闸管TlN或T2N流过。将每ー个晶闸管TIP/TIN、T2P/T2N的控制极连接到主控制器的不同触发信号输出接口上，在主控制器发出的触发信号的控制作用下导通或者关断，以实现对供电线路的切换控制。对于接ロ驱动能力不足的主控制器来说，可以在主控制器的触发信号输出接口上进ー步连接驱动单元，通过驱动单元来提升触发信号的驱动能力，以实现对各路晶闸管TIP/TIN、T2P/T2N的触发控制。在实际应用过程中，由于绝大部分时间都是采用电网电压作为主电源为负载供电的，只有当电网电压出现故障时才需要切換至备用电源为负载供电，因此，本实施例将开关単元SCRl、SCR2分别串联在电网和备用电源的供电线路中，所述备用电源可以设置一路也可以设置多路交流电源。在系统正式投运后，当负载需要上电运行时，主控制器首先通过电压检测装置Vl检测电网电压是否正常，若正常，则主控制器触发连接在电网供电线路中的各路晶闸管T1P、T本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态切换开关，连接在为负载提供交流供电的多路交流电源的供电线路中，用于在多路交流电源之间进行切換，其特征在干包括主控制器、用于检测每一路交流电源的电压值的电压检测装置以及多组分别由两个晶闸管反向并联组成的开关单元；所述电压检测装置连接在交流电源与开关单元相连接的供电线路上，采样生成电压检测值输出至所述的主控制器，所述主控制器根据接收到的电压检测值生成用于控制晶闸管通断的触发信号；所述开关単元一一对应地串联在每一路交流电源的供电线路中，其晶闸管的控制极连接主控制器，接收主控制器输出的触发信号，以进行供电线路的切換。2.根据权利要求I所述的固态切换开关，其特征在于在所述每一路交流电源的每ー条相电源线中均串联有ー组所述的开关单元。3.根据权利要求2所述的固态切换开关，其特征在于在所述电压检测装置中包含有多组分别由多个分压电阻串联组成的分压网络，在交流电源的每一条相电源线与地之间各自连接一组所述的分压网络，通过每ー组分压网络的其中一个分压节点输出电压检测值至所述的主控制器。·4.根据权利要求2所述的固态切换开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋学礼，郜克存，高波，
申请(专利权)人：青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：