[發明專利]一種用于沖擊負荷電流補償的智能斷路器及其控制方法

在審

• 申請號: 202110272955.2
• 申請日: 2021-03-14
• 公開（公告）號: CN113036778A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 翟富生;李秀美;曹瑩;封盛;孫高強;湯逵;李堅;王京致;翟紹涵
• 申請（專利權）人: 德威特智能電氣（深圳）有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;H02J13/00
• 代理公司: 廣州市諾豐知識產權代理事務所(普通合伙) 44714
• 代理人: 任毅;黃國亮

本發明公開了一種用于沖擊負荷電流補償的智能斷路器及其控制方法，所述智能斷路器包括電能計量模塊、邊緣計算網關、驅動模塊和沖擊負荷補償模塊，所述電能計量模塊的輸出端與所述邊緣計算網關的第一輸入端連接，所述邊緣計算網關的輸出端與驅動模塊的控制端連接，所述驅動模塊與所述沖擊負荷補償模塊相連接。本發明通過邊緣計算網關、驅動模塊和沖擊負荷補償模塊，從而根據各相的電流和電壓情況實現通過電流補償方式提高斷路器對沖擊負荷的承載能力的效果，不僅能有效的降低沖擊電流峰值，而且能延緩沖擊時間，進而減少斷路器器件因發熱產生的損耗，延長斷路器使用壽命。

技術領域

本發明涉及電子電路技術領域，尤其涉及一種用于沖擊負荷電流補償的智能斷路器及控制方法。

背景技術

沖擊負荷及波動負荷(如短路試驗負荷、電氣化鐵路、電弧爐、電焊機、軋鋼機等)由于自身的隨機性、間歇性和大負荷性，其接入電網時，產生的過載、諧波、電壓等問題，會給良好的電能質量構成嚴重威脅。特別在低壓配電系統中沖擊負荷的頻繁投切對電能質量的影響更加明顯，在配網層面通常采用無功補償等方式來解決沖擊負荷，目前電網無功補償方式大多數所采取的均是 SVC，但是其存在較多問題，首先，它的補償的精度較差，難以及時的補償電網的無功功率；其次，由于其本身的特性所限，其動態特性較差，難以實現精度跟蹤，并且其補償方式無法實現連續的無功輸出。

隨著我國供電網絡逐漸實現智能化，在現有供電網絡終端中，應用最多的還是傳統斷路器，也有一些智能電網終端用到智能斷路器。智能斷路器可以實時監控用電情況，收集用電信息、還可以遠程控制斷路器，對斷路器進行分、合閘操作。在現有技術中對于沖擊負荷的頻繁投切所產生的沖擊電流對斷路器的影響研究較少，一般從繼電保護層面考慮或是斷路器本身技術參數及容量選型問題，并不能從本質上有效降低沖擊電流所帶來的影響。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種用于沖擊負荷電流補償的智能斷路器及控制方法，旨在解決上述對沖擊負荷的承載能力較低的技術問題。

為實現上述目的，本申請實施例第一方面提供了一種用于沖擊負荷電流補償的智能斷路器，所述智能斷路器包括電能計量模塊、邊緣計算網關、驅動模塊和沖擊負荷補償模塊，所述電能計量模塊的輸出端與所述邊緣計算網關的第一輸入端連接，所述邊緣計算網關的輸出端與驅動模塊的控制端連接，所述驅動模塊與所述沖擊負荷補償模塊相連接。

在第一方面的一種實施方式中，所述沖擊負荷補償模塊包括第一半導體開關T1、第二半導體開關T2、第三半導體開關T3、第四半導體開關T4、第一電力二極管D1、第二電力二極管D2、第三電力二極管D3、第四電力二極管D4、電感和蓄能電容，所述第一半導體開關T1的集電極分別與所述第一電力二極管 D1的負極端、所述第二電力二極管D2的負極端和所述第二半導體開關T2的集電極相連接，所述第三半導體開關T3的發射極分別與所述第三電力二極管D3 的正極端、所述第四電力二極管D4的正極端和所述第四半導體開關T4的發射極相連接，所述第一半導體開關T1的發射極分別與所述第一電力二極管D1的正極端、所述第三半導體開關T3的集電極和所述第三電力二極管D3的負極端相連接，所述第二半導體開關T2的發射極分別與所述第二電力二極管D2的正極端、所述第四半導體開關T4的集電極和所述第四電力二極管D4的負極端相連接，所述第一半導體開關T1的集電極通過所述電感和所述蓄能電容與所述第三半導體開關T3的發射極連接，所述第一半導體開關T1的發射極連接到所述可變電容的第一端，所述第二半導體開關T2的發射極連接到所述可變電容的第二端，所述第一半導體開關T1的發射極與所述驅動模塊連接。

在第一方面的一種實施方式中，所述驅動模塊包括第五半導體開關，所述第五半導體開關的基極與所述邊緣計算網關的輸出端連接，所述第五半導體開關的集電極與所述沖擊負荷補償模塊相連接。

在第一方面的一種實施方式中，所述第一半導體開關、所述第二半導體開關、所述第三半導體開關和所述第四半導體開關均采用晶體管。