一种智能切换开关制造技术

本发明专利技术公开了一种智能切换开关，所述智能切换开关由多路子开关、电流互感器、切换开关控制电路和通信总线组成，所述多路子开关分别与对应的一条线路连接，所述多路子开关并联后与所述电流互感器和控制电路依次串联；所多路子开关的结构相同，均包括一个接触器、一个辅助继电器和一个二极管，其中，所述二极管的负极与辅助继电器串联后与接触器并联。所述智能切换开关使用二极管作为电子电力开关，切换时间短，能够满足敏感负荷的要求，具有损耗极低、无需附加散热电路、体积小、节省成本等优点，并且实现了无弧切换，可以极大地延长接触器和辅助继电器的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种智能切换开关
本专利技术涉及输配电
，特别涉及一种智能切换开关。
技术介绍
在传统电网中，当某条供电线路出现故障时，为了保障用户的连续供电，常用的方法是用机械开关(真空断路器、SF6断路器等)将用户从故障线段切换到无故障的母线上去。机械开关本身固有的特性使得切换速度和暂态特性都不是十分理想，不可能做到“无缝隙”的切换。对于敏感负荷而言，一般要求在5?20ms内必须切换电源，甚至要求更高，机械开关是远远不能做到的这一点的。另外，机械开关在闭合或开断时，会由于触头震动或起弧现象而造成触发蚀损、电磁干扰与电能损失，这不但限制了其使用范围，而且也降低了电气寿命。 目前，最新技术方向是利用基于半导体器件的电力电子开关代替或改造传统的机械开关，可以有效解决传统机械开关的固有问题，大大提高切换速度和开关的使用寿命，满足敏感负荷对供电可靠性和电能质量的苛刻要求。此类快速切换开关按结构型式可分为纯半导体器件和复合开关(也称组合开头)型式两种，前者可以由晶闸管、门极关断晶闸管(GTO)或集成门极换向晶闸管(IGCT)阀构成，后者可以是半导体器件与机械开关的有机组口 ο 1、完全基于电力电子器件的切换开关 以晶闸管阀组为例，基于纯晶闸管阀的切换开关如图1所示。 由于晶闸管的触发次数没有限制，而且导通迅速，因此非常适用于频繁投切场合下的切换。应用时，通常采用两个反并联的晶闸管的阀组件构成投切开关。为了避免合闸涌流对晶闸管的冲击，工程中必须采取过零触发措施。这里过零触发方案一般是指在晶闸管两端电压为零的瞬间发出触发信号。此类技术方案的主要缺点是晶闸管损耗较大。如果负载额定电流约为145A，晶闸管导通压降约为IV，则晶闸管额定导通损耗为145X1X3 =435W，因此必须采取相应的散热措施。此外，在高电压(1kV级以上)场合应用时，受限于现有晶闸管制造水平，往往需要12?24只晶闸管(5400V)通过串并联构成阀组件，工程造价也高。 2、复合开关 为了避免机械开关动作缓慢、接触器不能频繁动作以及晶闸管损耗大的缺点，人们将机械开关(接触器)与晶闸管有机地并联组合构成复合开关，如图2所示。 在切换过程中，对于要投入的线路，首先使用晶闸管过零触发来实现投入，然后接通机械开关来保持负荷的连续供电，这样就避免了投切时的涌流，又避免了晶闸管连续运行时的损耗。对于要切除的线路，首先发出触发信号使晶闸管导通，然后断开机械开关，最后撤销触发信号使晶闸管电流过零关断，这样就避免了机械开关断开时的电弧，提高了机械开关的寿命。复合开关中的机械开关也可以使用交流接触器或磁保持继电器。磁保持继电器只有在接通或者断开瞬间控制线圈耗电，其余时间控制线圈不耗电，因此可以使补偿装置的损耗降至最小。复合开关中的晶闸管只在接通与断开电容器的瞬间使用，损耗很小，无须考虑散热措施。此类复合开关技术方案的主要缺点是，由于使用晶闸管，设备成本较高，并且引入晶闸管驱动电路，需要精确实现过零触发，否则仍存在起弧，降低了设备的整体可靠性。现有工程运行经验来看，接触器触点仍会烧损。 通过上述描述可知，现有技术中的各种开关都存在各自的缺点，因此，需要一种能够克服上述缺点的智能切换开关。
技术实现思路
为此，本专利技术提出一种智能切换开关，可充分地消除由于现有技术的限制和缺陷导致的一个或多个问题。 本专利技术另外的优点、目的和特性，一部分将在下面的说明书中得到阐明，而另一部分对于本领域的普通技术人员通过对下面的说明的考察将是明显的或从本专利技术的实施中学到。通过在文字的说明书和权利要求书及附图中特别地指出的结构可实现和获得本专利技术目的和优点。 本专利技术提供了一种智能切换开关，其特征在于，所述智能切换开关由多路子开关、电流互感器、切换开关控制电路和通信总线组成，所述多路子开关分别与对应的一条线路连接，所述多路子开关并联后与所述电流互感器和控制电路依次串联；所多路子开关的结构相同，均包括一个接触器、一个辅助继电器和一个二极管，其中，所述二极管的负极与辅助继电器串联后与接触器并联。 优选的，所述控制电路利用电流互感器检测负荷电流进行系统状态判断，并根据上级主控的切换指令，切换开关控制电路SCU产生控制信号，控制接触器和辅助继电器的通断电。 优选的，所述自动换相开关通过通信总线与上级主控进行通信。 优选的，所述通信总线为485总线。 优选的，所述智能切换开关用于配电网低压负荷平衡调节装置中，其中，所述多路子开关为A相换相开关、B相换相开关和C相换相开关，并且，所述A相换相开关与A相线连接，所述B相换相开关与B相线连接，所述C相换相开关与C相线连接。 优选的，所述上级主控为智能配变控制终端。 本专利技术具有以下优点: 智能切换开关使用二极管作为电力电子开关，在开关闭合过程中，二极管正向电压大于0.7V即可导通，无需附加的触发信号，简化了控制电路，同时也提高了设备可靠性。二极管仅在开关接通和断开的瞬间工作，在开关断开状态由辅助继电器承受耐压，在开关闭合状态由接触器承受电流，所以损耗极低，无需附加散热电路。而且与晶闸管相比，二极管的成本和体积占据明显的优势。 在整个切换过程中，二极管起到保护辅助继电器触点和接触器触点的双重作用，辅助继电器和接触器可以互相保护，实现了无弧切换，可以极大地延长接触器和辅助继电器的寿命。 由于二极管自然导通与截止的特性，以及辅助继电器和接触器的无弧切换，智能切换开关的操作时间理论上最大为半个周波(10ms)。如果进行三相供电系统相间切换，切换时间最长为3.3ms，能够满足敏感负荷的要求。 【附图说明】 图1为现有技术中的基于晶闸管阀的切换开关原理图。 图2为现有技术中的复合开关的结构图。 图3为根据本专利技术实施例的、智能切换开关的结构示意图。 图4为根据本专利技术实施例的、具有两条线路的智能切换开关的结构示意图。 【具体实施方式】 下面参照附图对本专利技术进行更全面的描述，其中说明本专利技术的示例性实施例。 如图3所示，本专利技术提供的所述智能切换开关使用二极管作为电力电子开关，其由多路子开关、电流互感器、切换开关控制电路和通信总线组成，所述多路子开关分别与对应的一条线路连接，所述多路子开关并联后与所述电流互感器和控制电路依次串联；所多路子开关的结构相同，均包括一个接触器(Kll、K21…Knl)、一个辅助继电器(K12、K22…Κη2)和一个二极管(Dl、D2…Dn)，其中，所述二极管(Dl、D2?Dn)的负极与辅助继电器(K12、K22…Kn2)串联后与接触器(Kll、Κ21…Knl)并联。所述自动换相开关通过通信总线与上级主控进行通信，所述控制电路利用电流互感器TA检测负荷电流进行系统状态判断，并根据上级主控的切换指令，切换开关控制电路SCU产生控制信号，控制接触器(Κ11、Κ21…Knl)和辅助继电器(Κ12、Κ22…Κη2)的通断电。 作为本专利技术优选实施例，所述智能切换开关可用于配电网低压负荷平衡调节装置中，其中，所述多路子开关为A相换相开关、B相换相开关和C相换相开关，并且，所述A相换相开关与A相线连接，所述B相换相开关与B相线连接，所述C相换相开关与C相线连接。在该实施例中，所述上级主控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能切换开关，其特征在于，所述智能切换开关由多路子开关、电流互感器、切换开关控制电路和通信总线组成，所述多路子开关分别与对应的一条线路连接，所述多路子开关并联后与所述电流互感器和控制电路依次串联；所多路子开关的结构相同，均包括一个接触器、一个辅助继电器和一个二极管，其中，所述二极管的负极与辅助继电器串联后与接触器并联。

【技术特征摘要】
1.一种智能切换开关，其特征在于，所述智能切换开关由多路子开关、电流互感器、切换开关控制电路和通信总线组成，所述多路子开关分别与对应的一条线路连接，所述多路子开关并联后与所述电流互感器和控制电路依次串联；所多路子开关的结构相同，均包括一个接触器、一个辅助继电器和一个二极管，其中，所述二极管的负极与辅助继电器串联后与接触器并联。2.根据权利要求1所述的智能切换开关，其特征在于，所述控制电路利用电流互感器检测负荷电流进行系统状态判断，并根据上级主控的切换指令，切换开关控制电路5⑶产生控制信号，控制接触器和辅助继电器的通断电...

【专利技术属性】
技术研发人员：高月春，兰越前，冶铁，李军，王海，
申请(专利权)人：北京中电博达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11