一种高压晶闸管软开关的制作方法

1.本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种高压晶闸管软开关。


背景技术：

2.变压器是电网中的重要设备，传统的变压器是通过控制断路器直接投入到电网系统中，即硬投切。这种投切方式在变压器直接接入到电网系统时产生的瞬时大电流冲击，会对电网运行的稳定性造成影响，严重时甚至会导致变压器和电容器损坏，有待改进。


技术实现要素：

3.基于上述表述，本发明提供了一种高压晶闸管软开关，其可以用于控制变压器的投切，降低变压器投入到电网系统中的冲击电流。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
5.一种高压晶闸管软开关，包括三组晶闸管单元,还包括信号处理模块、dsp控制系统、电流采集器、电压采集器和i/o接口，所述三组晶闸管的单元分别接入到电网的a、b、c三相线路中，所述晶闸管单元的一端与电网连接且另一端与变压器连接；所述电流采集器包括第一电流采集单元和第二电流采集单元，所述第一电流采集单元设置在电网的a相线路中，第一电流采集单元的输出端与信号处理模块的采样信号输入端连接，所述第二电流采集单元设置在电网的c相线路中，第二电流采集单元的输出端与信号处理模块的采样信号输入端连接；所述电压采集器包括第一电压采集单元和第二电压采集单元，所述第一电压采集单元的两个输入端分别与电网的a相和b相连接，所述第一电压采集单元的两个输出端分别与信号采集模块的采样信号输入端连接；所述第二电压采集单元的两个输入端分别与电网的b相和c相连接，所述第二电压采集单元的两个输出端分别与信号采集模块的采样信号输入端连接；所述信号处理模块与dsp控制系统连接，所述信号处理模块的控制信号输出端与晶闸管的控制极连接，信号处理模块用于向晶闸管输出控制信号；所述i/o接口与dsp控制系统连接。
6.作为优选方案：还包括断路器qf1和限压型电涌保护器fv，所述限压型电涌保护器fv包括三组保护元件，即对应电网系统的a、b、c三相，所述断路器qf1的一端与电网系统的a、b、c三相连接，所述断路器qf1的另一端与限压型电涌保护器fv的输出端连接，所述限压型电涌保护器fv的公共接地端接地，所述限压型电涌保护器fv的输出端还分别与变压器的输入端连接，所述断路器qf1的控制端与信号处理模块的输出端连接。
7.作为优选方案：所述第一电流检测单元和第二电流检测单元均为电流互感器，即第一电流互感器taa和第二电流互感器tac。
8.作为优选方案：所述第一电压采集单元和第二电压采集单元均为电压互感器，即第一电压互感器tv1和第二电压互感器tv2。
9.作为优选方案：在第一电流互感器taa的输出端串联有电流表pa1，在第二电流互感器tac的输出端串联有电流表pa2，电流表pa1和电流表pa2的输出端与信号处理模块的采
样信号输入端连接，所述信号处理模块将电流表pa1和pa2的输出信号转换为数字信号并将数字信号发送至dsp控制系统，所述dsp控制系统将pa1采集到的电流值与taa采集到的电流值进行比较，以及将pa2采集到的电流值与tac采集到的电流值进行比较，当两者的差值大于阈值时dsp控制系统通i/o接口输出故障报警信号。
10.作为优选方案：所述第一电压互感器tv1的输出端并联有电压表pv1，电压表pv1的输出端与信号处理模块的采样信号输入端连接，所述信号处理模块将电压表pv1的输出信号转换为数字信号并将数字信号发送至dsp控制系统，所述dsp控制系统将pv1采集到的电压值与tv1采集到的电压值进行比较，当两者的差值大于阈值时dsp控制系统通i/o接口输出故障报警信号。
11.作为优选方案：还包括rs485通信模块，所述rs485通信模块与dsp控制系统连接。
12.作为优选方案：还液晶显示和键盘接口，所述液晶显示和键盘接口与dsp控制系统连接。
13.与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：
14.初始状态下，晶闸管处于关断状态，变压器未投入到电网系统中。
15.该软开关对电网电压进行检测，并判断出晶闸管的触发角度，且对电网电流进行检测，判断开关合闸电流。检测到的电流在设定范围内且i/o接口满足信号备妥和故障反馈正常后，dsp控制系统向信号处理模块发送投入指令，信号处理模块接收到投入指令后向晶闸管的控制极输出脉冲触发信号对晶闸管单元进行精确角度控制，使晶闸管单元在空载变压器电流最小的时候导通，此时空载变压器投入到电网中，如此能有效削弱变压器投入到电网系统时所产生的冲击电流，避免变压器投入到电网系统对电网系统的运行稳定性造成影响，还能起到保护变压器以及降低开关损耗的作用。
附图说明
16.图1本实施例中的高压晶闸管软开关的电气原理图。
具体实施方式
17.参照图1，一种高压晶闸管软开关，包括三组晶闸管单元、信号处理模块、dsp控制系统、电流采集器、电压采集器和i/o接口。
18.三组晶闸管的单元分别接入到电网的abc三相线路中，晶闸管单元的一端与电网连接，另一端与变压器连接，通过控制晶闸管的导通和关断可以将变压器投入到电网中或是从电网中切断；电流采集器包括第一电流采集单元和第二电流采集单元，其中第一电流采集单元设置在电网的a相线路中，第一电流采集单元的输出端与信号处理模块的采样信号输入端连接，第一电流采集单元用于采集a相的电流值，并将采集到的电流值反馈给信号处理模块；第二电流采集单元设置在电网的c相线路中，第二电流采集单元的输出端与信号处理模块的采样信号输入端连接，第二电流采集单元用于采集c相的电流值，并将采集到的电流值反馈给信号处理模块。
19.信号处理模块与dsp控制系统连接，dsp控制系统可以向信号处理模块发送控制指令。信号处理模块的控制信号输出端与晶闸管的控制极连接，信号处理模块用于向晶闸管输出控制信号。i/o接口与dsp控制系统连接，其用于向dsp控制系统输入软开关信号、开关
电流信号、运行状态检测信号、开关状态检测信号和允许开关输入信号，以及输出故障跳闸信号、故障报警信号、起动状态信号以及运行状态信号。
20.本实施例中的第一电流检测单元和第二电流检测单元均为电流互感器，即第一电流互感器taa和第二电流互感器tac。
21.电压采集器包括第一电压采集单元和第二电压采集单元，第一电压采集单元的两个输入端分别与电网的a相和b相连接，第一电压采集单元的两个输出端分别与信号采集模块的采样信号输入端连接；第二电压采集单元的两个输入端分别与电网的b相和c相连接，第二电压采集单元的两个输出端分别与信号采集模块的采样信号输入端连接。
22.本实施例中的第一电压采集单元和第二电压采集单元均为电压互感器，即第一电压互感器tv1和第二电压互感器tv2。
23.该高压晶闸管软开关的工作原理为：
24.初始状态下，晶闸管处于关断状态，变压器未投入到电网系统中。
25.在电网系统运行的过程中，通过电压互感器tv1和tv2对电网电压进行检测，将检测结果反馈至信号处理模块，信号处理模块将两路模拟电压信号转换为数字信号，并将两路数字电压信号传输至dsp控制系统，dsp控制系统根据数字电压信号的相位判断出晶闸管的触发角度。
26.通过电流互感器taa和tac对电网电流进行检测，将检测结果反馈至信号处理模块，信号处理模块将两路模拟电流信号转换为数字信号，并将两路数字电流信号传输至dsp控制系统，dsp控制系统根据数字电流信号大小判断开关合闸电流。
27.当电流互感器taa和tac检测到的电流不在设定范围内，此时信号处理模块不向晶闸管输出触发信号，晶闸管不动作，i/o接口输出故障信号，空载变压器投入失败。
28.当i/o接口满足信号备妥和故障反馈正常后，dsp控制系统向信号处理模块发送投入指令，信号处理模块接收到投入指令后向晶闸管的控制极输出脉冲触发信号对晶闸管单元进行精确角度控制，使晶闸管单元在空载变压器电流最小的时候导通，此时空载变压器投入到电网中，如此能有效削弱变压器投入到电网系统时所产生的冲击电流，避免变压器投入到电网系统对电网系统的运行稳定性造成影响，还能起到保护变压器以及降低开关损耗的作用。
29.需要将变压器从电网系统切出时，通过dsp控制系统向信号处理模块输出切出指令，信号处理模块接收到切出指令后向晶闸管输出控制信号，使晶闸管关断，从而将变压器切出。
30.本实施例中的高压晶闸管软开关还包括断路器qf1和限压型电涌保护器fv。限压型电涌保护器fv包括三组保护元件，即对应电网系统的a、b、c三相。
31.断路器qf1的一端与电网系统的a、b、c三相连接，断路器qf1的另一端与限压型电涌保护器fv的输出端连接，限压型电涌保护器fv的公共接地端接地。限压型电涌保护器fv的输出端还分别与变压器的输入端连接。
32.断路器qf1的控制端与信号处理模块的输出端连接，当电流互感器taa、tac检测到电流小于设定保护值，在dsp控制系统控制晶闸管导通的同时，dsp控制系统通过信号处理模块向断路器qf1发送驱动信号，此时断路器qf1由关断状态变为导通状态，此时限压型电涌保护器fv并联到晶闸管与变压器的串联支路中。即实现了变压器投入到电网系统中的同
时，限压型电涌保护器fv也接入到电网系统中。
33.电涌保护器，在电网系统中无电涌出现时为高阻抗，随着电涌电流和电压的增加，阻抗连续变小。此处的限压型电涌保护器的作用在晶闸管导通时变压器投入电网系统时，抑制和消除电网系统因冲击电流产生的电涌，进一步提高变压器投切时电网系统的稳定性。
34.本实施例中的高压晶闸管软开关还包括电流表和电压表，在电流互感器taa的输出端串联有电流表pa1，在电流互感器tac的输出端串联有电流表pa2，电流表pa1和电流表pa2的输出端与信号处理模块的采样信号输入端连接。电流表pa1用于检测电流互感器的输出电流，并将检测结果反馈至信号处理模块，电流表pa2用于检测电流互感器的输出电流，并将检测结果反馈至信号处理模块，信号处理模块将电流表pa1和pa2的输出信号转换为数字信号并将数字信号发送至dsp控制系统，dsp控制系统将pa1采集到的电流值与电流互感器taa采集到的电流值进行比较，以及将pa2采集到的电流值与电流互感器tac采集到的电流值进行比较，当两者的差值小于阈值时，认为电流检测结果准确，否则dsp控制系统通i/o接口输出故障报警信号。
35.在电压互感器tv1的输出端并联有电压表pv1，电压表pv1的输出端与信号处理模块的采样信号输入端连接，电压表pv1用于检测电压互感器tv1的输出电压，并将检测结果反馈至信号处理模块，信号处理模块将电压表pv1的输出信号转换为数字信号并将数字信号发送至dsp控制系统，dsp控制系统将pv1采集到的电压值与电压互感器tv1采集到的电压值进行比较，当两者的差值小于阈值时，认为电压检测结果准确，否则dsp控制系统通i/o接口输出故障报警信号。
36.本实施例中的高压晶闸管软开关还包括rs485通信模块以及液晶显示和键盘接口，rs485通信模块以及液晶显示和键盘接口均与dsp控制系统连接。
37.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。