[發(fā)明專利]一種快速切換開關(guān)裝置、系統(tǒng)及快速切換方法

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• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111029190A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余萬榮;歐陽廣澤;郭建平;彭程;韋鋒;楊祥;丁宇潔;席本領(lǐng);袁奔;仇偉杰;譚斌
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州電網(wǎng)有限責任公司
• 主分類號: H01H9/30
• 分類號: H01H9/30;H01H13/02;H01H13/28;H01H13/56
• 代理公司: 成都拓荒者知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51254
• 代理人: 鄒廣春

本發(fā)明公開一種快速切換開關(guān)裝置，包括開關(guān)單元，所述開關(guān)單元包括動觸頭和靜觸頭，所述開關(guān)裝置包括真空滅弧室，所述動觸頭和靜觸頭設(shè)置于真空滅弧室內(nèi)；所述開關(guān)裝置包括快速動作單元，所述快速動作單元與所述動觸頭相連接，用于提供動觸頭相對于靜觸頭運動的力。本發(fā)明所提供的快速切換開關(guān)裝置與傳統(tǒng)的電磁操動機構(gòu)相比，原理上明顯不同，與電磁開關(guān)原理相比，由于磁場在空間上的衰減較快，電磁開關(guān)的作用力是由小到大，即啟動時力小，動作結(jié)束時力大(吸合方式)，而渦流盤作用下則是啟動時力大，動作結(jié)束時力小(距離變大)，利于快速啟動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電網(wǎng)中大電流開關(guān)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及大電流超快速電路切換方案，具體涉及一種非固態(tài)的實現(xiàn)快速切換的開關(guān)裝置、快速切換系統(tǒng)以及實現(xiàn)快速切換的控制方法。

背景技術(shù)

在大多數(shù)有連續(xù)供電需求的重要負荷場景中，針對電壓暫降和短時電壓中斷的有源快速切換控制技術(shù)是重要負荷運行安全與穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)。

在進行備用電源快速切換時利用分布式電源殘壓支撐提高敏感負荷的電能質(zhì)量。對無源用戶采用儲能電池配合快速切換的方法，要求快速開關(guān)在20ms內(nèi)實現(xiàn)快速開斷，這期間由儲能電池車對重要負荷380V母線進行電源支撐，在20ms以內(nèi)閉合母聯(lián)開關(guān)，實現(xiàn)重要負荷連續(xù)供電。

在通過快速切換進行電壓暫降及短時中斷的治理中，相當于縮短了電壓暫降或短時中斷在母線上的持續(xù)時間。目前基于固態(tài)開關(guān)，業(yè)界已有產(chǎn)品可以保證在13ms內(nèi)完成切換。但是采用固態(tài)開關(guān)進行切換的方案也存在著一些固有的缺陷：

(1)由于電力電子器件存在導(dǎo)通壓降，在電流大的情況下功率損耗大，并且需要專門的冷卻設(shè)備來防止固態(tài)開關(guān)過熱；

(2)短路電流的關(guān)斷分為強制切換和過零切換兩種，強制切換存在主電源側(cè)晶閘管關(guān)斷判斷不準，導(dǎo)致主備用電源并聯(lián)運行的危險，而過零切換需要等待主電源側(cè)晶閘管自然過零，在一些情況下會造成切換時間的大幅度延長。

(3)受到耐壓能力及容量的限制，為了避免開關(guān)被過電壓或過電流損壞，往往采用多級半導(dǎo)體器件串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，由于元件數(shù)量的增多會降低開關(guān)的整體可靠性，因此目前產(chǎn)品的電壓等級主要局限在低壓400V，這也導(dǎo)致固態(tài)開關(guān)快速切換難以列入網(wǎng)側(cè)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中非固態(tài)開關(guān)動作/切換時間長以及固態(tài)快速切換開關(guān)的不足，提出了一種基于非固態(tài)開關(guān)實現(xiàn)快速動作的解決方案。

依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種快速切換開關(guān)裝置，包括開關(guān)單元，所述開關(guān)單元包括動觸頭和靜觸頭，其特征在于，

所述開關(guān)裝置包括真空滅弧室，所述動觸頭和靜觸頭設(shè)置于真空滅弧室內(nèi)；

所述開關(guān)裝置包括快速動作單元，所述快速動作單元與所述動觸頭相連接，用于提供動觸頭相對于靜觸頭運動的力。

作為本發(fā)明可選方案的一種，所述開關(guān)裝置包括絕緣子，所述絕緣子絕緣的兩端部分別與動觸頭和快速動作單元相連接，可實現(xiàn)快速動作單元到動觸頭的力的傳遞。

作為本發(fā)明可選方案的一種，所述快速動作單元包括分閘線圈、合閘線圈和渦流盤；

所述分閘線圈、合閘線圈與渦流盤同軸設(shè)置，所述渦流盤設(shè)置于所述分閘線圈和合閘線圈之間。

作為本發(fā)明可選方案的一種，所述快速動作單元包括傳動軸，所述傳動軸與所述渦流盤相連接；

所述傳動軸的一端設(shè)置為所述快速動作單元的動力輸出端，可在快速動作單元動作時提供驅(qū)動所述動觸頭動作的力矩；

所述傳動軸的軸線與所述渦流盤的軸線重合。

作為本發(fā)明可選方案的一種，所述傳動軸連接有雙穩(wěn)態(tài)組件，所述雙穩(wěn)態(tài)組件用于在所述分閘線圈和合閘線圈非工作狀態(tài)下，維持所述動觸頭的位置不變。