[發明專利]零毫秒三相不平衡治理換相開關及其換相時序控制方法

在審

• 申請號: 201910191630.4
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN110011335A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 欒浩東;匡曉云;林偉斌
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;廣州市銥泰電子科技有限公司
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.零毫秒三相不平衡治理換相開關，包括上電路板、晶閘管、磁保持繼電器和下電路板，其特征在于：所述晶閘管和所述磁保持繼電器均通過管腳插接在所述下電路板上，所述晶閘管設置有3個，分別為A相晶閘管、B相晶閘管和C相晶閘管，所述磁保持繼電器也設置有3個，分別為A相磁保持繼電器、B相磁保持繼電器和C相磁保持繼電器，所述下電路板上還設置有換相單元電路用于換相，所述上電路板上安裝有數碼管，所述上電路板上還設置有用于控制和信號處理的CPU單元、驅動單元電路、數碼管及指示燈顯示電路、RF單元電路和電源單元電路，所述CPU單元分別與所述驅動單元電路、所述數碼管及指示燈顯示電路、所述換相單元電路、所述RF單元電路和所述電源單元電路通信連接。

2.根據權利要求1所述的零毫秒三相不平衡治理換相開關，其特征在于：所述換相單元電路中設置有防雷管TV1、TV2、TV3、TV4，所述防雷管TV1、TV2、TV3、TV4的IN+管腳連接在一起后接入可變電阻VR1，TV1、TV2、TV3、TV4，所述防雷管TV1、TV2、TV3、TV4的IN-管腳分別接有電阻R1、R2、R3、R8，所述可變電阻VR1的兩端分別連接到模塊電源芯片ACDC的ACL管腳和ACN管腳，所述模塊電源芯片ACDC的的4腳接地，3腳串接電感L1后接入電源正極，3腳和4腳之間還連接有瞬態抑制二極管TVS用于作為靜電過壓保護器，所述可變電阻VR1并聯接有電容C1，所述防雷管TV1、TV2、TV3、TV4的IN+管腳還通過可變電阻VR2連接到所述A相磁保持繼電器、所述B相磁保持繼電器和所述C相磁保持繼電器,所述A相磁保持繼電器、所述B相磁保持繼電器和所述C相磁保持繼電器的TRIGER、Release、Pullin管腳連接到濾波電路。

3.根據權利要求2所述的零毫秒三相不平衡治理換相開關，其特征在于：所述上電路板一側設置有面蓋，所述上電路板通過螺絲安裝固定在所述面蓋內側，所述面蓋外側表面固定有按鈕，所述按鈕與所述上電路板接觸連接便于輸送按鈕控制信號。

4.根據權利要求3所述的零毫秒三相不平衡治理換相開關，其特征在于：所述下電路板一側設置有底蓋，所述下電路板通過螺絲固定在所述底蓋的內側，所述底蓋和所述面蓋通過螺栓固定安裝在一起。

5.根據權利要求3所述的零毫秒三相不平衡治理換相開關，其特征在于：所述面蓋底部還安裝有接線端子，所述接線端子用于壓接電源線。

6.根據權利要求3所述的零毫秒三相不平衡治理換相開關，其特征在于：所述接線端子上扣蓋有下蓋，所述下蓋的兩端鉚接在所述接線端子上便于翻蓋和扣蓋。

7.根據權利要求2所述的零毫秒三相不平衡治理換相開關，其特征在于：所述CPU單元基于STM32F103RC芯片進行數據信號的處理。

8.根據權利要求2所述的零毫秒三相不平衡治理換相開關，其特征在于，相開關換相過程控制步驟如下：

（1）在A相的相電壓由負半周向正半周過渡的過零點T1處，發出A相磁保持繼電器MR_A釋放脈沖及A、B相晶閘管導通觸發電平信號，磁保持繼電器釋放過程需要4至5毫秒時間，磁保持繼電器釋放時A相晶閘管同時導通，B相晶閘管由于反向偏置電壓而仍處于反向阻斷狀態，主回路經SCR_A向負載供電；

（2）B相的相電壓由負半周向正半周過渡的過零點T2與T1的相位差為120°，故T2時刻滯后于T1時刻20ms÷3=6.66毫秒， 在T2處發出B相磁保持繼電器MR_B吸合脈沖，磁保持繼電器吸合需要5至10毫秒時間，主回路仍經SCR_A向負載供電；

（3）再經過30°后的T3時刻（即1.66毫秒），A相相電壓與B相相電壓相等（線電壓過零點，即A、B相等電位點），SCR_A、SCR_B的觸發信號仍然存在，此時兩只晶閘管互為閉鎖，即若SCR_A導通則SCR_B必然截止，若SCR_B導通則SCR_A必然截止，其中只能有一只晶閘管處于導通狀態，等電位點是一個時刻點，沒有持續時間，一旦越過此點，由于B相電壓高于A相電壓，B相晶閘管SCR_B導通，它的導通立即給A相的晶閘管SCR_A施加反向偏置電壓使其立即阻斷，此后主回路經SCR_B向負載供電；

（4）自T2時刻經過5至8毫秒后，B相磁保持繼電器MR_B吸合完畢，此后主回路經MR_B向負載供電；

（5）在C相的相電壓由負半周向正半周過渡的過零點T4時刻，停止A、B相晶閘管SCR_A、SCR_B的觸發信號，由于晶閘管是半控器件，此時即使B相磁保持繼電器未完成吸合動作，B相晶閘管SCR_B仍維持導通狀態，直至B相磁保持繼電器MR_B完成吸合后，B相晶閘管SCR_B由于被旁路而截至；

（6）在B相磁保持繼電器MR_B完成吸合后，主回路經B相磁保持繼電器MR_B向負載供電。