[發明專利]換相開關及其換相方法

在審

• 申請號: 201911118401.6
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110661276A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 王劍國;王峰;盛耀歡
• 申請（專利權）人: 常熟開關制造有限公司(原常熟開關廠)
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 11467 北京德崇智捷知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊楠

本發明公開了一種換相開關，包括切換電路；所述切換電路包括第一可控切換開關、第二可控切換開關以及一個可控開關、三個單向可控硅；第一可控切換開關的兩個輸入端分別連接三相電源的其中兩相輸入，第二可控切換開關的兩個輸入端分別連接第一可控切換開關的輸出端和三相電源的另外一相輸入，第二可控切換開關的輸出端連接可控開關的一端，三個單向可控硅按照同樣的方向分別連接在三相電源的三相輸入與可控開關的另一端之間。本發明還公開了所述換相開關的換相方法。相比現有技術，本發明無切換過程中的供電中斷時間，并且可防止短路，成本更低的換相開關。

技術領域

本發明涉及一種換相開關及其換相方法，屬于低壓電器技術領域。

背景技術

低壓配電網中存在大量的單相負荷，由于單相負荷分布的不均衡和投入不同時性，使得三相負荷不平衡成為低壓電網運行維護中一個比較突出的問題。三相負荷不平衡將增加電網損耗，嚴重影響供電質量，對低壓電網、配電變壓器、高壓線路均造成危害。隨著社會經濟的發展，人們生活水平的日益提高，大量大功率的單相家用電器如:空調器、熱水器、微波爐、電磁爐等進入普通家庭，這些家用電器給人們帶來舒適、方便、快捷生活的同時，造成了單相負荷激增，進一步加劇了低壓供電系統三相負荷不平衡的影響。因此低壓電網的三相不平衡一直是困擾供電單位的主要問題之一。

傳統的換相開關中具體執行換相的切換電路如圖1所示，其為磁保持繼電器切換電路，當A相負載較重時， 在A相負載電流的過零點處，斷開A相繼電器;并在B相的電壓過零點，閉合B相繼電器。這種換相開關的缺陷在于:換相過程中存在較長時間的供電中斷，容易給電力用戶帶來沖擊。

為解決換相過程中的供電中斷問題，研究者又提出了圖2所示的復合開關切換電路，該方案是將三只雙向晶閘管分別并接至A,B,C三相的磁保持繼電器上，當需要換相時，先接通與當前相并聯的晶閘管，斷開當前相的繼電器;再接通與目標相并聯的晶閘管，接通目標相的繼電器;最后，斷開與當前相并聯的晶閘管以及與目標相并聯的晶閘管。這種換相開關雖然可以實現當前相和目標相的無縫切換，但是，一方面由于需要使用三個雙向晶閘管（雙向可控硅），系統成本較高；另一方面，由于磁保持繼電器的初始狀態不確定或控制錯亂，很容易出現相間短路的現象。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術不足，提供一種無切換過程中的供電中斷時間，并且可防止短路，成本更低的換相開關。

本發明具體采用以下技術方案解決上述技術問題：

一種換相開關，包括采樣電路、控制及驅動電路、切換電路，采樣電路用于實時采集三相電源的各相數據以及負載側電流數據，切換電路用于執行換相操作，控制及驅動電路用于根據采樣電路所采集的數據對切換電路進行控制和驅動；所述切換電路包括兩個可控切換開關：第一可控切換開關、第二可控切換開關以及一個可控開關、三個單向可控硅；第一可控切換開關的兩個輸入端分別連接三相電源的其中兩相輸入，第二可控切換開關的兩個輸入端分別連接第一可控切換開關的輸出端和三相電源的另外一相輸入，第二可控切換開關的輸出端連接可控開關的一端，三個單向可控硅按照同樣的方向分別連接在三相電源的三相輸入與可控開關的另一端之間。

優選地所述第一可控切換開關、第二可控切換開關均為一開一閉切換繼電器。

進一步優選地，所述一開一閉切換繼電器為磁保持繼電器。

進一步地，所述換相開關還包括用于與外部通信的通信電路。

優選地，所述通信模塊為電力載波通信模塊或無線通信模塊。