一种基于耦合负压电路的混合式开关及装置、保护系统制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于耦合负压电路的混合式开关电路及切换开关装置、保护系统，其中所述混合式开关电路包括，机械开关支路、换流支路和能量吸收支路；所述换流支路包括主固态开关支路和与所述主固态开关支路串联的耦合负压电路。本发明专利技术的基于耦合负压电路的混合式开关电路具有结构简洁可靠性高的特点，而且控制方便。

【技术实现步骤摘要】
一种基于耦合负压电路的混合式开关及装置、保护系统
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种基于耦合负压电路的混合式开关电路及自动切换开关装置、电源切换保护系统。
技术介绍
当前有一种自动充电型强制过零高压直流断路器(参见专利CN105186443A)，这种断路器使用了快速开关单元、吸能单元、耦合电抗器单元、换流电容单元和主回路隔离开关单元。如图1所示的自动充电型强制过零高压直流断路器的具体电路图，第一隔离开关K1与快速开关CB、原边绕组L1、第二隔离开关K2依次串联，吸能单元MOV与快速开关CB并联，充电开关K3与换流电容C、副边绕组L2依次串联，且一端与快速开关CB输入端连接，另一端与快速开关CB输出端连接。这种自动充电型强制过零高压直流断路器，预充电设备体积小、换流支路触发开关速度要求低、控制简单，能够开断任一方向的故障电流。但是存在着电路结构复杂、可靠性低，而且不利于开闸/合闸控制，开关较慢。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于耦合负压电路的混合式开关电路及自动切换开关装置、电源切换保护系统。本专利技术提供了一种基于耦合负压电路的混合式开关电路，其特征在于，所述混合式开关电路包括，机械开关支路、换流支路和能量吸收支路；其中，所述换流支路包括主固态开关支路和与所述主固态开关支路串联的耦合负压电路。进一步地，所述机械开关支路、能量吸收支路和所述换流支路并联连接。进一步地，所述负压电路包括耦合线圈、晶闸管和放电电容。进一步地，所述耦合负压电路的耦合线圈第一绕组位于所述主固态开关支路；所述耦合线圈的第二绕组位于所述耦合负压电路，并且所述晶闸管、放电电容与所述第二绕组形成回路。进一步地，所述电容通过直流电源电路供电。进一步地，所述机械开关支路包括机械开关；和/或所述主固态开关电路包括一个固态开关或多个串联的固态开关；和/或所述能量吸收支路包括避雷器。本专利技术还提供了一种自动切换开关装置，其特征在于，所述自动切换开关装置包括主切换开关部件和备切换开关部件，其中，所述主切换开关部件包括三个如上任一所述的基于耦合负压电路的混合式开关电路，分别用于三相电的A相、B相、C相支路中；所述备切换开关部件包括三个如上任一所述的基于耦合负压电路的混合式开关电路，分别用于三相电的A相、B相、C相支路中。本专利技术还提供了一种电源切换保护系统，其特征在于，所述电源保护切换系统包括：工作电源和备用电源；如上所述的自动切换开关装置，所述自动切换开关装置中的主切换开关部件与工作电源连接、备切换开关部件与备用电源连接；监测系统，用于监测工作电源和/或备用电源的工作状态；控制保护系统，用于控制所述自动切换开关装置中主切换开关部件和/或备切换开关部件分闸，和/或用于控制所述自动切换开关装置中主切换开关部件和/或备切换开关部件合闸。进一步地，所述监测系统还用于将所述工作状态的信息发送给所述控制保护系统，所述控制保护系统根据所述信息控制所述自动切换开关装置在所述主切换开关部件和备切换开关部件之间切换。进一步地，所述监测系统还检测所述自动切换开关的合闸和分闸状态，并将所述状态的信息反馈给所述控制保护系统。本专利技术的基于耦合负压电路的混合式开关电路及自动切换开关装置、电源切换保护系统，具有低损耗、控制方便、能够快速切换的特点，而且结构简洁、性能可靠。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了现有技术中自动充电型强制过零高压直流断路器结构示意图；图2示出了本专利技术实施例的基于耦合负压电路的混合式开关电路结构示意图；图3示出了根据本专利技术实施例的基于耦合负压电路的混合式自动切换开关装置结构示意图；图4示出了根据本专利技术实施例的双电源冗余供电系统结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的切换开关采用了基于耦合负压电路的混合式开关电路。本专利技术实施例以切换开关电路为例进行示例性说明，但本领域技术人员应当认识到，在不偏离本专利技术的基本专利技术构思的情况下，切换开关、断路器等所有能够实现电路通断的开关电路、元件、部件、设备、系统等均可实现本专利技术，这些都属于本专利技术的保护范围内。如图2所示，所述开关电路包括机械开关支路、换流支路和能量吸收支路。其中，所述开关支路包括机械开关；所述换流支路包括主固态开关支路和与所述主固态开关支路串联的耦合负压电路，所述主固态开关支路包括一个或多个串联的主固态开关，主固态开关支路的一端与耦合线圈Ls的一个绕组连接，所述互感器Ls的另一个绕组在所述放电电容电路中，从而互感器Ls的两个绕组使得换流支路与耦合负压电路耦合；所述耦合负压电路包括晶闸管S、放电电容Cs和耦合线圈Ls，所述晶闸管S、放电电容Cs与所述耦合线圈Ls的第二绕组形成回路。同时，为了向所述放电电容Cs充电，还为所述电容Cs设置直流电源电路。所述直流电源电路包括电阻Rs、电键K、直流电源DC，其中所述电阻的一端与所述电容Cs的一端连接，所述电阻的另一端与所述电键K连接，所述电键K与所述直流电源的一端连接，所述直流电源的另一端与所述电容Cs的另一端连接。所述能量吸收支路主要包括避雷器，实施例中采用了MOV(金属氧化物压敏电阻)氧化锌避雷器，避雷吸收系统吸收在所述机械开关的开合过程中所产生的剩余能量，进而实现对机械开关的过电压保护。本专利技术以MOV氧化锌避雷器作为示例性的避雷吸收系统，但并不仅限于以MOV氧化锌避雷器作为避雷吸收系统，所有能够吸收支路中剩余能量的能量吸收电路或系统均可用于本专利技术。所述主固态开关支路、所述机械开关支路和所述能量吸收支路并联连接。图2中主固态开关所在的支路以断线表示可以一个固态开关或存在多个串联的固态开关，但并不表示固态开关所在的支路是电气断开的。所述开关电路在正常运行以建立电源与负荷之间的连接时，所述机械开关支路中的所述机械开关闭合，所述主固态开关支路中的所述主固态开关断开，此状态下电流流经所述机械开关。实施例所述的基于耦合负压电路的混合式开关电路的分闸控制过程如下：控制所述主固态开关支路中的所述主固态开关导通，并向所述机械开关支路中所述机械开关发送分闸命令指示所述机械开关分闸。在所述机械开关的触头开距达到2-3毫米(mm)时，认为所述机械开关已达到有效开距，此时控制所述负压电路中的所述晶闸管S导通。此时，所述电容Cs与所述互感器的绕组形成振荡，并通过所述绕组在所述换流支路形成一个负压，使换流支路整体导通压降低于所述机械开关弧压，从而强制电流由所述机械开关支路转移至所述换流支路，此时所述机械开关支路电流过零熄弧，完成电流转移。在所述机械开关分闸运动到其触头间隙能够承受相应的瞬态恢复电压时，控制所述主固态开关断开，此时线路产生的能量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于耦合负压电路的混合式开关电路，其特征在于，所述混合式开关电路包括，机械开关支路、换流支路和能量吸收支路；其中，所述换流支路包括主固态开关支路和与所述主固态开关支路串联的耦合负压电路。

【技术特征摘要】
1.一种基于耦合负压电路的混合式开关电路，其特征在于，所述混合式开关电路包括，机械开关支路、换流支路和能量吸收支路；其中，所述换流支路包括主固态开关支路和与所述主固态开关支路串联的耦合负压电路。2.根据权利要求1所述的混合式开关电路，其特征在于，所述机械开关支路、能量吸收支路和所述换流支路并联连接。3.根据权利要求1所述的混合式开关电路，其特征在于，所述耦合负压电路包括耦合线圈、晶闸管和放电电容。4.根据权利要求3所述的混合式开关电路，其特征在于，所述耦合负压电路的耦合线圈第一绕组位于所述主固态开关支路；所述耦合线圈的第二绕组位于所述耦合负压电路，并且所述晶闸管、放电电容与所述第二绕组形成回路。5.根据权利要求4所述的混合式开关电路，其特征在于，所述电容通过直流电源电路供电。6.根据权利要求1所述的混合式开关电路，其特征在于，所述机械开关支路包括机械开关；和/或所述主固态开关电路包括一个固态开关或多个串联的固态开关；和/或所述能量吸收支路包括避雷器。7.一种自动切换开关装置，其特征在于，所述自动切换开关装置包括主切换开关部件和备切换开关部件，其中，所述主切换开关部件包括三个如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，徐近龙，冒烨颖，殷伟，杨启明，李石，李正佳，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司，广州瑞轩电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32