[發(fā)明專利]一種混合式無損交流快速開關(guān)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011556548.6
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112670112A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慶斌;馬明;黃輝;王余熙
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司云浮供電局
• 主分類號: H01H9/54
• 分類號: H01H9/54;H02H9/02;H02H9/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

本發(fā)明涉及一種混合式無損交流快速開關(guān)及其控制方法，所述交流快速開關(guān)包括相互之間并聯(lián)設(shè)置的通流支路、電流轉(zhuǎn)移支路、能力吸收支路；所述通流支路設(shè)有若干臺機(jī)械開關(guān)；電流轉(zhuǎn)移支路設(shè)有串聯(lián)連接的電子開關(guān)和電流轉(zhuǎn)移裝置；能量吸收支路設(shè)有避雷器。所述控制方法為：在開斷過程中，同時(shí)分別給機(jī)械開關(guān)發(fā)送分閘指令、電子開關(guān)發(fā)送合閘指令；然后投入電流轉(zhuǎn)移裝置，使得機(jī)械開關(guān)過零熄弧，電流成功轉(zhuǎn)移至電流轉(zhuǎn)移支路；最后閉鎖電子開關(guān)，截流成功后能量轉(zhuǎn)移至吸能支路，進(jìn)入衰減過程直到將所有能量被吸收。本發(fā)明可降低交流開關(guān)通流損耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種混合式無損交流快速開關(guān)及其控制方法。

背景技術(shù)

交流開關(guān)是變電所主要的電力控制設(shè)備，當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，它能切斷和接通線路及各種電氣設(shè)備的空載和負(fù)載電流；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它和繼電保護(hù)配合，能迅速切斷故障電流，以防止擴(kuò)大事故范圍。隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展以及傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、現(xiàn)代商業(yè)采用計(jì)算機(jī)管理和自動(dòng)控制手段，對供電可靠性和電能質(zhì)量敏感的負(fù)荷所占比重越來越大，對供電質(zhì)量也提出了更嚴(yán)苛的要求。因此，交流開關(guān)工作的好壞，直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

交流開關(guān)的開斷原理為電流自然過零熄弧，加之常規(guī)操縱機(jī)構(gòu)的特性，快速交流開關(guān)的最快開斷時(shí)間為幾十微秒。但敏感負(fù)荷要求開關(guān)需要幾微秒內(nèi)切除故障，一般的快速交流開關(guān)無法滿足需求。目前較為常用的方案為純功率器件為核心的固態(tài)式交流快速開關(guān)，該方案雖然具有開斷速度極快的優(yōu)點(diǎn)(≤1ms)，但是仍然存在諸多問題限制其應(yīng)用與發(fā)展：

(1)效率低，功率器件在通流過程中產(chǎn)生大量的熱量，影響整套開關(guān)裝置的傳遞效率；

(2)成本高，功率器件是固態(tài)式交流快速開關(guān)的核心，功率器件占據(jù)了其主要的價(jià)格成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的交流開關(guān)通流效率低的缺陷，提供一種混合式無損交流快速開關(guān)及其控制方法。

所述交流快速開關(guān)包括相互之間并聯(lián)設(shè)置的通流支路、電流轉(zhuǎn)移支路、能力吸收支路；

所述通流支路的兩端用來與外部電路連接；

所述通流支路設(shè)有若干臺機(jī)械開關(guān)；

電流轉(zhuǎn)移支路設(shè)有串聯(lián)連接的電子開關(guān)和電流轉(zhuǎn)移裝置；

能量吸收支路設(shè)有避雷器MOV1。

優(yōu)選地，所述機(jī)械開關(guān)設(shè)有至少兩臺。

優(yōu)選地，所述機(jī)械開關(guān)為電磁斥力機(jī)械開關(guān)。具有通流損耗低，分合閘時(shí)間快的特點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述電子開關(guān)為無緩沖型電子開關(guān)。

優(yōu)選地，所述電子開關(guān)由若干個(gè)二極管橋式電路依次串聯(lián)組成。

優(yōu)選地，所述電子開關(guān)由兩個(gè)二極管橋式電路依次串聯(lián)組成。

優(yōu)選地，所述二極管橋式電路包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、場效應(yīng)管G1、避雷器MOV2；

二極管D1的負(fù)極與二極管D4的負(fù)極連接；二極管D2的正極和二極管D4的正極分別與二極管橋式電路的兩個(gè)外接端子連接；

二極管D2的負(fù)極與二極管D1的正極連接，二極管D2的正極與二極管D3的正極連接，二極管D3的負(fù)極與二極管D4的正極連接；

場效應(yīng)管G1的集電極與二極管D1的負(fù)極連接，場效應(yīng)管G1的發(fā)射極與二極管D2的正極連接；場效應(yīng)管G1的基極與外部控制端連接；

避雷器MOV2的一端與二極管D2的正極連接，另一端與二極管D4的正極連接。

優(yōu)選地，所述交流快速開關(guān)還包括電感l(wèi)_p，電感l(wèi)_p設(shè)于通流支路與電流轉(zhuǎn)移支路之間。