一种大功率固态开关制造技术

技术编号:8414604 阅读:191 留言:0更新日期:2013-03-14 21:10
本发明专利技术涉及一种大功率固态开关,包括晶闸管阀组、冷却装置和控制保护装置,控制保护装置包括控制单元、电压电流采集单元和一个接口装置,晶闸管阀组由多个晶闸管级串联组成,电压电流采集单元连接所述晶闸管阀组,用于采集晶闸管的电流并发信号给所述控制单元;控制单元分别连接所述电压电流采集单元,并通过所述接口装置连接所述晶闸管阀组,用于发送触发信号给接口装置控制晶闸管的换流导通;冷却装置分别连接所述控制单元和所述晶闸管阀组,用于为晶闸管提供冷却。解决了现有的机械式开关动作速度慢、燃弧的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大功率固态开关
技术介绍
随着国民经济的发展,当今社会对电力系统和输电设备提出了更高的要求,如何提高电网的稳定性,向用户提供高质量的电能成为电力行业的发展方向。开关作为输电线路中一个重要的设备,它的性能直接影响着电网的正常运行。在目前的输电系统中大量采用机械式开关,尽管它有导通稳定、带负载能力强等优点,但随着用户对电力质量要求的提高,它的缺点也越来越突出。因不能实时、灵活、连续和快速地动作,易使事故扩大,破坏 系统稳定性;在断开负载时有电弧产生,触头易烧损,并且动静触头间电弧燃烧时间延长了故障电流切除时间,这些都难以满足一些电力用户对开关快速性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大功率固态开关,用以解决现有的机械式开关动作速度慢、燃弧的问题。为实现上述目的,本专利技术的方案是一种大功率固态开关,包括晶闸管阀组、冷却装置和控制保护装置,所述控制保护装置包括控制单元、电压电流采集单元和一个接口装置,所述晶闸管阀组由多个晶闸管级串联组成,所述电压电流采集单元连接所述晶闸管阀组,用于采集晶闸管的电流并发信号给所述控制单元;所述控制单元分别连接所述电压电流采集单元,并通过所述接口装置连接所述晶闸管阀组,用于发送触发信号给接口装置控制晶闸管的换流导通;所述冷却装置分别连接所述控制单元和所述晶闸管阀组,用于为晶闸管提供冷却。所述控制保护装置还包括通讯管理机和监控后台,所述控制单元通过所述通讯管理机与所述监控后台连接,所述监控后台是该固态开关的人机接口,用于监测该固态开关的工作状况,所述通讯管理机用于实现所述控制单元与所述监控后台的数据交换。所述晶闸管级由2个反并联晶闸管(VTl和VT2)、RC阻尼回路和晶闸管控制电路板(TCE)组成,所述RC阻尼回路和所述晶闸管控制电路板并联在所述晶闸管两端,且所述晶闸管控制电路板连接所述RC阻尼回路中电阻(Rl)和电容(Cl)的串联点。所述的冷却装置采用水冷和热管强迫风冷,晶闸管阀组内的水被加热之后,运送到室外风冷的换热盘管,由散热风扇将其冷却之后再重新送回晶闸管阀组内,如此循环。所述接口装置为阀控电子设备。本专利技术的有益效果本专利技术的大功率固态开关通过半导体器件晶闸管的导通和关断来给负载供电,由于半导体器件的导通及关断时间可达微秒级,且在开关过程中不产生电弧,有效解决传统机械开关的动作速度慢,燃弧等问题,大大提高了开关速度和开关的使用寿命。附图说明图I是本专利技术固态开关系统框 图2是本专利技术固态开关的晶闸管级电气原理图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图I所示,本专利技术的大功率固态开关由晶闸管阀组、冷却装置和控制保护装置组成。晶闸管阀组由多个晶闸管级串联组成,如图2所示,每个晶闸管级由2个反并联的晶闸管Vl和V2、RC阻尼回路和晶闸管控制电路板(TCE)构成,RC阻尼回路由一个电阻Rl和一个电容Cl串联,RC阻尼回路并联连接在VI、V2的两端,晶闸管控制电路板连接RC阻尼回路的两端,并连接其串联点。控制保护装置由控制单元、阀控电子设备(VCE)、电压电流采集单元、通讯管理机和监控后台组成。监控后台是固态开关的人机接口,控制单元通过通讯管理机与监控后台连接,阀控电子设备(VCE)是控制单元与晶闸管阀组之间的接口装置,VCE接受来自控制单元的触发信号,控制晶闸管的导通,同时接收来自晶闸管级晶闸管控制电路板发来的回检信号,监测晶闸管阀工作状态,电压电流采集单元连接控制单元,并用于与晶闸管阀组连接,用于采集晶闸管的电流,并将信号发给控制单元,由控制单元控制晶闸管的换流。冷却装置为晶闸管阀组的晶闸管和阻尼电阻提供冷却,因固态开关电流较大并长期运行,会产生大量的热量,因此需要对其进行冷却,本实施例采用纯水冷却,水冷分为内冷和外冷。内冷却水在晶闸管阀组内加热升温后,由循环水泵驱动进入室外风冷的换热盘管,由散热风扇冷却被加热的内冷水,降温后的内冷却水由循环水泵再送至换流阀,如此周而复始地循环。该大功率固态开关一端接电源,一端接负载,晶闸管是单向导电器件,反并联的晶闸管在电流的正负半波内各导通180度,在电流过零时换流。该固态开关可以连接感性负载、阻性负载和容性负载,由控制单元检测负载的功率因素角,预测电流过零时刻,在电流过零时实现反并联的晶闸管换流。权利要求1.一种大功率固态开关,其特征在于,包括晶闸管阀组、冷却装置和控制保护装置,所述控制保护装置包括控制单元、电压电流采集单元和一个接口装置,所述晶闸管阀组由多个晶闸管级串联组成,所述电压电流采集单元连接所述晶闸管阀组,用于采集晶闸管的电流并发信号给所述控制单元;所述控制单元分别连接所述电压电流采集单元,并通过所述接口装置连接所述晶闸管阀组,用于发送触发信号给接口装置控制晶闸管的换流导通;所述冷却装置分别连接所述控制单元和所述晶闸管阀组,用于为晶闸管提供冷却。2.根据权利要求I所述的大功率固态开关,其特征在于,所述控制保护装置还包括通讯管理机和监 控后台,所述控制单元通过所述通讯管理机与所述监控后台连接,所述监控后台是该固态开关的人机接口,用于监测该固态开关的工作状况,所述通讯管理机用于实现所述控制单元与所述监控后台的数据交换。3.根据权利要求I所述的大功率固态开关,其特征在于,所述晶闸管级由2个反并联晶闸管(VTl和VT2)、RC阻尼回路和晶闸管控制电路板(TCE)组成,所述RC阻尼回路和所述晶闸管控制电路板并联在所述晶闸管两端,且所述晶闸管控制电路板连接所述RC阻尼回路中电阻(Rl)和电容(Cl)的串联点。4.根据权利要求I所述的大功率固态开关,其特征在于,所述的冷却装置采用水冷和热管强迫风冷,晶闸管阀组内的水被加热之后,运送到室外风冷的换热盘管,由散热风扇将其冷却之后再重新送回晶闸管阀组内,如此循环。5.根据权利要求I所述的大功率固态开关,其特征在于,所述接口装置为阀控电子设备。全文摘要本专利技术涉及一种大功率固态开关,包括晶闸管阀组、冷却装置和控制保护装置,控制保护装置包括控制单元、电压电流采集单元和一个接口装置,晶闸管阀组由多个晶闸管级串联组成,电压电流采集单元连接所述晶闸管阀组,用于采集晶闸管的电流并发信号给所述控制单元;控制单元分别连接所述电压电流采集单元,并通过所述接口装置连接所述晶闸管阀组,用于发送触发信号给接口装置控制晶闸管的换流导通;冷却装置分别连接所述控制单元和所述晶闸管阀组,用于为晶闸管提供冷却。解决了现有的机械式开关动作速度慢、燃弧的问题。文档编号H03K17/687GK102970016SQ201210467469公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日专利技术者张建, 马俊民, 洪波, 何青连, 范彩云, 毛文喜 申请人:许继集团有限公司, 国家电网公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率固态开关,其特征在于,包括晶闸管阀组、冷却装置和控制保护装置,所述控制保护装置包括控制单元、电压电流采集单元和一个接口装置,所述晶闸管阀组由多个晶闸管级串联组成,所述电压电流采集单元连接所述晶闸管阀组,用于采集晶闸管的电流并发信号给所述控制单元;所述控制单元分别连接所述电压电流采集单元,并通过所述接口装置连接所述晶闸管阀组,用于发送触发信号给接口装置控制晶闸管的换流导通;所述冷却装置分别连接所述控制单元和所述晶闸管阀组,用于为晶闸管提供冷却。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张建马俊民洪波何青连范彩云毛文喜
申请(专利权)人:许继集团有限公司国家电网公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1