[實用新型]快速雙電源切換開關裝置

有效

• 申請號: 201320661986.8
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN203522315U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 陸圣芝;金麗莉;黃俊;王寶安;苗振林;譚風雷
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司揚州供電公司
• 主分類號: H02J9/04
• 分類號: H02J9/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 周全

技術領域

本實用新型涉及一種用于保證供電連續性的快速雙電源切換開關。

背景技術

???在目前的電力供電系統中，供電網絡有時會由于大型沖擊性或非線性負載的投切、雷擊、負載故障等原因，導致供電電壓出現暫降或者短時供電中斷等問題，這會導致類似計算機服務器和數據處理器的某些不允許斷電的設備出現供電終止，從而給大量的連續性生產行業、金融中心、數據中心、醫院、交通運輸等系統帶來嚴重的后果，造成不可估量的經濟損失甚至人員傷亡。鑒于此，對供電有特殊要求的行業，往往配置有備用供電電源。

在有備用電源的場合，為實現不間斷供電，傳統方法是用機械開關或者基于半控型器件的固態開關，將負荷從故障線段切換到無故障的母線上。這種機電開關本身固有的特性使得切換速度和暫態特性都不是十分理想，不可能做到“無縫隙”的切換，另外，機械開關在接通或斷開時，會發生觸頭震動、起弧現象而造成觸頭蝕損、電磁干擾與電能損失，這不但限制了其使用范圍，而且使其電氣壽命低于機械壽命，而基于半控型器件的固態開關關斷不可控，切換時間因此延長。

以絕緣柵雙極型晶體管為代表的全控型半導體器件的通斷時間可以達到微秒級，比半控型器件更易于控制，且在開關過程中不產生電弧。因此利用基于全控型半導體器件的電力電子開關代替或改造傳統的機械切換開關，將有效解決傳統機械開關的固有問題，大大提高切換速度和開關的使用壽命，滿足敏感和關鍵負荷對供電可靠性和電能質量的苛刻要求。

實用新型內容

本實用新型提供了一種快速雙電源切換開關裝置，能有效解決傳統機械開關的觸頭起弧、電能損失等固有問題及半控型開關不可控的問題，大大提高切換速度和開關的使用壽命，滿足敏感和關鍵負荷對供電可靠性和電能質量的苛刻要求。

本實用新型的技術方案是：包括常用電源、備用電源、負載、斷路器一和斷路器二；所述斷路器一設在所述常用電源和負載之間，所述斷路器二設在所述備用電源和負載之間；

還包括開關單元一、開關單元二、數據采集模塊和總控制模塊；

所述開關單元一與所述斷路器一并聯連接；

所述開關單元二與所述斷路器二并聯連接；

所述常用電源、備用電源、負載分別與數據采集模塊的輸入端相連，數據采集模塊還與總控制模塊具有通訊連接；

總控模塊的控制信號輸出端與所述開關單元一和開關單元二相連。

所述開關單元一或開關單元二的結構為：

包括全控型開關器件絕緣柵雙極型晶體管一、二，不可控半導體器件二極管一、二，緩沖電路一、二，及驅動電路一、二；

所述二極管一和絕緣柵雙極型晶體管一反向并聯、再并接緩沖電路一；所述驅動電路一連接所述絕緣柵雙極型晶體管一的G極，構成以二極管一正極方向為接口A、負極方向為連接點一的子電路一；

所述二極管二和絕緣柵雙極型晶體管二反向并聯、再并接緩沖電路二；所述驅動電路二連接所述絕緣柵雙極型晶體管二的G極，正極構成以二極管二方向為接口B、負極方向為連接點二的子電路二；所述連接點一和連接點二相連；

所述驅動電路一和驅動電路二分別連接所述的總控模塊的控制信號輸出端。

還包括人機互動模塊，所述人機互動模塊通過串口和總控制模塊進行通信，實時顯示各路的電壓電流有效值，通過人機互動模塊對開關單元一或開關單元二進行參數設置和啟停的控制。

本實用新型利用絕緣柵雙極型晶體管代替或改造傳統的機械切換開關或半控型開關器件，與機械開關和現有的采用半控型器件作為開關單元本體的多電源切換開關相比，本實用新型的開關單元本體采用的絕緣柵雙極型晶體管是全控型電力電子器件，器件的通斷均可控，不論通過開關的電流是否過零，均能實時的控制其斷開，這會大大提高其切換速度；且不會出現機械開關通斷時引起的起弧現象，抑制環流的產生，延長了開關的使用壽命，加上精確的控制系統，可以使雙電源間的切換時間控制在毫秒級，幾乎可以實現雙電源間的“無縫隙”切換，滿足敏感和關鍵負荷對供電可靠性和電能質量的苛刻要求，極大的降低了供電電源電壓暫降、短時電壓中斷等問題對負荷造成的嚴重影響，保證供電系統安全穩定運行。本實用新型的電源切換時間達到毫秒級，可實現無縫切換，快速性和暫態特性都很理想，切實滿足了敏感和關鍵負載對供電可靠性和電能質量的苛刻要求。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖，

圖2是本實用新型中開關單元的結構原理圖；

圖中10是接口A，11是絕緣柵雙極型晶體管一，12是二極管一，13是連接點一，