晶闸管自动重合闸开关制造技术

一种晶闸管自动重合闸开关，包括晶闸管反并联主电路和单片机控制系统，晶闸管反并联主电路属于无触点式电力电子元件；单片机控制系统包含单片机芯片及外围电路；外围电路包含：电源信号采样、单片开关电源形成、负载信号采样、开关状态检测、触发电路、报警输出接口、干接点输出电路等；采用了现代电力电子技术及微机控制技术实现无触点式分和合闸功能，并能在线检测电源、负载及自身故障；本实用新型专利技术可用于电信、移动、电力、广电、交通等行业的无人值守机房配电，尤其是山高路远地区，无触点式自动重合闸可减少人员对机房的维护工作量，保障通信设备及时恢复正常工作，减少电网故障的二次损失。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶闸管自动重合闸开关，特别是涉及一种单片机控制的晶闸管反并联自动重合闸无触点式开关。
技术介绍
截止目前，国外的意大利、国内的江苏省苏州市、广东省广州市均有生产商提供自动重合闸开关，或称三相自动重合闸漏电保护开关，其共同特点是利用机械自动化原理，结合现代电子技术的产品，其构造仍然属于有触点式，其共同缺点也就是有触点式结构带来的蔽端，触头容量受限制，触头电弧及火花为特殊应用场合带来安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种晶闸管自动重合闸开关，它是采用单片机控制的智能型，由晶闸管反并联作为无触点开关元件的自动重合闸开关。各单元电路之间的连接关系及信号传递的走向如晶闸管重合闸开关原理框图(1)。 本专利技术的目的是通过下述方式实现的，本专利技术所述的晶闸管自动重合闸开关，包括SCR(晶闸管)反并联主电路(3)和单片机控制系统，单相两线(或三线)系统，主电路包含一对反并联晶闸管功率元件；三相四线(或五线)系统，主电路包含三对反并联晶闸管功率元件，晶闸管反并联主电路是无触点式开关元件；单片机控制系统包含单片机芯片MCU(2)(PIC16F690)及外围电路；外围电路包含电源信号采样电路(4)、单片开关电源形成电路(5)、负载信号采样电路(6)、开关状态检测电路(7)、触发电路(8)、报警输出接口电路(9)、干接点输出电路(10)。 本专利技术所述的晶闸管自动重合闸开关，其中单片开关电源形成电路(5)由市电供电，形成单片机芯片MCU(2)及其外围电路所需的工作电源。 本专利技术所述的晶闸管自动重合闸开关，其中电源信号采样电路(4)提供的信号与预存的基准值进行比较，经单片机芯片MCU(2)逻辑判断为电网缺相、失压、欠压、过压等故障状态，MCU(2)发出控制指令，停发触发信号，关闭SCR反并联主电路(3)，晶闸管自动重合闸开关自动分闸。 本专利技术所述的晶闸管自动重合闸开关，其中负载信号采样电路(6)提供的信号与预存的基准值进行比较，经MCU(2)逻辑判断为负载过流、短路、漏电等故障状态，MCU(2)发出控制指令，停发触发信号，关闭SCR反并联主电路(3)，晶闸管自动重合闸开关自动分闸。 本专利技术所述的晶闸管自动重合闸开关，其中电源信号采样电路(4)及负载信号采样电路(6)提供的信号经MCU(2)识别并判断为电网故障消失或负载故障消除，MCU(2)发出正常触发信号，开通SCR反并联主电路(3)，晶闸管自动重合闸开关自动重合闸。 本专利技术所述的晶闸管自动重合闸开关，其中电源信号采样电路(4)、负载信号采样电路(6)或开关状态检测电路(7)提供的信号或MCU(2)自身工作状态不正常，MCU(2)经报警输出接口电路(9)输出报警蜂鸣信号 前端电力网(市电)故障——4S响一声； 后端负载故障——1S响一声 “开关”自身故障——0.5S响一声； 后端负载短路——长鸣！ 本专利技术所述的晶闸管自动重合闸开关，其中开关状态检测电路(7)提供的信号诊断出SCR反并联主电路(3)有故障或MCU(2)自身工作状态不正常，MCU(2)均自诊断为晶闸管自动重合闸开关故障，MCU(2)停发触发信号，SCR反并联主电路(3)自动分闸，MCU(2)经干接点输出电路(10)输出控制信号启动本开关之外的安全冗余备份通道K2，使负载获得正常连续供电。 本专利技术的晶闸管自动重合闸开关，是用单片机控制的晶闸管反并联自动重合闸无触点开关，克服了触头电弧及火花的隐患，目前采用国产反并联晶闸管功率元件作为晶闸管自动重合闸开关的主要组成部件，其容量已经达到500A、1800V，今后随着晶闸管功率元件技术及制造水平的提高，晶闸管自动重合闸开关的容量也可相应提高，随着电力电子技术的发展，无触点式自动重合闸开关代替有触点式重合闸开关，是大势所趋。 本专利技术的主要优点在于它具有传统的开关功能，但无有形的刀闸或触头等部件，属于无触点式开关元件。本专利技术采用了现代电力电子技术及微机控制技术实现带载“分”和“合”闸功能，并能在线检测前端电网(市电电源)状态和后端负载故障。本专利技术同时具备(1)故障识别；(2)故障指示；(3)重合闸之前故障检测与判断；(4)实时显示电网电压值；(5)能存储历史故障信息；(6)能以不同的音响区分电源故障、负载故障、开关自身故障的报警。当晶闸管自动重合闸开关有故障时，可以自动启动本开关之外的安全冗余备份通道K2，使负载获得正常连续供电。 本专利技术可用于电信、移动、电力、广电、交通等行业的无人值守机房配电，尤其是山高路远地区，无触点式自动重合闸可减少人员对机房的维护工作量，保障通信设备及时恢复正常工作，减少电网故障的二次损失。附图说明图1是 晶闸管自动重合闸开关原理框图 图2是 单片机芯片MCU-PIC16F690管脚及其外围电路图 图3是 三相四线(或五线)晶闸管反并联主电路 图4是 电源信号采样电路 图5是 单片开关电源形成电路 图6是 负载信号采样电路 图7是 开关状态检测电路 图8是 触发电路 图9是 报警输出电路 图10是 干接点输出电路 具体实施方式 如原理框图(1)所示，本专利技术的晶闸管自动重合闸开关包含以下9个强弱电组件构成，原理框图中的晶闸管自动重合闸开关的主体SCR反并联主电路是无触点的开关电路。其它8个组件是MCU芯片(2)、电源信号采样电路(4)、单片开关电源形成电路(5)、负载信号采样电路(6)、开关状态检测电路(7)、触发电路(8)、报警输出电路(9)、干接点输出电路(10)。具体实施方式是将从单片机芯片MCU(2)到干接点输出电路(10)共8个弱电组件安装在一块印刷电路板上，(或者本专利技术已形成批产时，可集成为一块芯片IC1)该印刷电路板固定在SCR反并联主电路(3)的散热器旁，并通过接插件与SCR反并联主电路(3)连接；SCR反并联主电路(3)属于无触点功率电子电路，必须根据负载大小与性质精心设计散热器(通用器件，不属于本专利技术之列)与其配套；反并联主电路(3)用四只金属螺栓安装在散热器顶部；MCU芯片(2)及印刷电路板(或芯片IC1)等弱电组件安置在散热器侧面的金属屏蔽盒内，通过接插件与散热器顶部的功率电子主电路联接。 下面说明本专利技术晶闸管自动重合闸开关工作过程。 三相四线(或五线)或单相三线制，以A相为例说明晶闸管自动重合闸开关的工作过程，从最典型的电网停电状态说起。 由附图(3)可知，当电网停电，UA＝0，SCR反并联主电路中的SCR1、SCR2的阳极与阴极之间无电位差，全自动截止，相当于晶闸管自动重合闸开关自动分闸，负载RL失电。 当电网故障排除，电网重新送电后，单片机芯片MCU(2)经过单片开关电源(5)获得工作电源，分别经过电源信号采样电路(4)、负载信号采样电路(6)、开关状态检测电路(7)分别检测电源状态、负载状态、重合闸开关自身状态是否符合重合闸条件，如果符合，单片机芯片MCU(2)在某时刻向A相触发电路(8)输入触发信号，使A相反并联晶闸管开通，实现自动重合闸。 自动重合闸之后，开关正常工作若干时间(几日、几周、几月……)到达某时刻，开关状态检测电路(7)提供的信号被诊断为SCR反并联主电路(3)有故障或单片机芯片MCU(2)自身本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶闸管自动重合闸开关，包括无触点晶闸管反并联主电路和控制主电路自动分合闸的单片机控制系统，其特征是：包括ＳＣＲ晶闸管反并联主电路（３），是代替机械有触点开关的无触点电子开关的主体；控制主电路自动分、合闸的单片机控制系统包括单片机芯片ＭＣＵ（２）；以及单片机外围控制电路：电源信号采样电路（４）、单片开关电源形成电路（５）、负载信号采样电路（６）、开关状态检测电路（７）、触发电路（８）、报警输出接口电路（９）、干接点输出电路（１０）。

【技术特征摘要】
1.一种晶闸管自动重合闸开关，包括无触点晶闸管反并联主电路和控制主电路自动分合闸的单片机控制系统，其特征是包括SCR晶闸管反并联主电路(3)，是代替机械有触点开关的无触点电子开关的主体；控制主电路自动分、合闸的单片机控制系统包括单片机芯片MCU(2)；以及单片机外围控制电路电源信号采样电路(4)、单片开关电源形成电路(5)、负载信号采样电路(6)、开关状态检测电路(7)、触发电路(8)、报警输出接口电路(9)、干接点输出电路(10)。2.根据权利要求1所述的晶闸管自动重合闸开关，其特征是SCR反并联主电路(3)是无触点式电力电子开关组件。3.根据权利要求2所述的晶闸管自动重合闸开关，其特征是由市电电源经单片开关电源形成电路(5)形成的工作电源供单片机芯片MCU(2)及其外围电路用电。4.根据权利要求3所述的晶闸管自动重合闸开关，其特征是电源信号采样电路(4)采得的市电电源信号与预存的基准值进行比较，经单片机芯片MCU(2)作出逻辑判断、并发出电源故障报警信号，并指令晶闸管自动重合闸开关自动分闸。5.根据权利要求4所述的晶闸管自动重合闸开关，其特征是负载信号采样电路(6)采得的负载信号与预存的基准...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶晓燕，任哲，
申请(专利权)人：叶晓燕，任哲，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]