一种固态切换开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种固态切换开关，属于电力技术领域。
【背景技术】
[0002]随着经济的不断发展，电力系统中的敏感负荷越来越多，用户对电能质量的要求也越来越高。而暂态电能质量问题，如电压暂降和瞬时断电等将严重影响特殊负荷的正常运行。为提高供电可靠性和电能质量，传统方法采用普通的过电压抑制器防止过电压损坏设备、采用滤波器减小谐波畸变的影响、采用不间断电源(UPS)保护某些关键性设备、安装机械切换开关的备自投及双电源供电、安装自备发电机等。但是这些传统方法有投入资金大，响应时间慢等缺点。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是:针对现有技术的缺陷，提供一种固态切换开关，通过检测两路电源进线和两路负荷出线的三相电压和电流，检测电压跌落，从而控制机械开关和阀体，实现两路进线电源的快速切换，解决电压跌落和短时断电等问题，是解决敏感负荷和关键负荷电力供应最经济有效的手段，以克服现有技术的不足。
[0004]本实用新型的技术方案
[0005]一种固态切换开关，包括电力电子元件IGBT，在电力电子元件IGBT上反向并联二极管，两个与二极管反向并联的IGBT反向串联，机械开关与两个反向串联的IGBT采用并联的连接形式。
[0006]由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本实用新型两个电力电子元件IGBT各自反向并联二级管且彼此间反向串联形成电力电子开关，电力电子开关与机械开关并联一起，正常的时候由机械开关流过负荷电流，在开关需要切换的时候，利用IGBT在机械开关断开和闭合过程中分流、钳压作用，实现机械开关迅速断开和闭合，完成从电压异常线路向电压正常线路快速、无暂态的切换，且能有效防止机械开关在开闭过程中出现电弧，本实用新型结构简单，制作方便，实用性强。
【附图说明】
[0007]附图1是本实用新型结构示意图；
[0008]附图2为本实用新型运用在双电源给两个敏感负荷供电时候原理示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明，但不作为对本实用新型的任何限制。
[0010]本实用新型的实施例:一种固态切换开关，如附图1所示，包括电力电子元件IGBTl，在电力电子元件IGBTl上反向并联二极管2，两个与二极管2反向并联的IGBTl反向串联，机械开关3与两个反向串联的IGBTl采用并联的连接形式。
[0011]附图2中，包括电源一 4和电源二 5，敏感负荷一 6与电源一 4连接，敏感负荷二 7与电源二 5连接，固态切换开关一 8串联在电源一 4和敏感负荷一 6间，固态切换开关二 9串联在电源二 5和敏感负荷二 7间，固态切换开关三10的进出端分别连接固态切换开关一8与敏感负荷一 6之间的电线一 11和固态切换开关二 9与敏感负荷二 7之间的电线二 12。
[0012]固态切换开关基本结构如附图1所示，PS为机械开关，TS为IGBT阀体，该装置正常的时候由机械开关流过负荷电流，在开关需要切换的时候，利用IGBT在机械开关断开和闭合过程中分流、钳压作用，实现机械开关迅速断开和闭合，完成从电压异常线路向电压正常线路快速、无暂态的切换。
[0013]附图2中该装置采用合环转电操作的方式，即采用“先通后断”方式，可以避免重要敏感负荷的短时断电，我国配电网的合环点普遍设置在1kV电压等级的馈线上，附图2中两个电源互为备用电源，可以为同一个220kV电源，也可以由不同220kV电源进行供电。
[0014]在正常情况下，固态切换开关一和固态切换开关二中的机械开关PS1、PS2闭合，固态切换开关三中的PS3断开，IGBT阀开关TS1、TS2、TS3断开，负荷电流从机械开关PSl、PS2中流过，电压检测单元时刻监视着两路电源的电压，一旦其中一路电源出现电压突降，如电源一发生电压跌落，且通过判断其值超出预先设定好的电压值范围，先打开PS1，同时触发TS1，负荷电流开始从PSl转换到IGBT阀TSl，电流正半周波流经TSl左侧与IGBT阀并联的二极管和TSl右侧的IGBT阀体，电流负半周波流经TSl左侧的IGBT阀体和TSl右侧与IGBT阀并联的二极管，由于IGBT阀的快速导通，机械开关PSl很快被熄弧；当主、备电源的幅值差、相角差在预设范围内且两侧负荷电流在规定范围内时，立即触发连接开关单元的IGBT阀TS3，并断开TSl，使电流转换到IGBT阀TS3上来，然后闭合机械开关PS3，由于TS3先导通，使得机械开关PS3的闭合不会出现电弧，同时断开TS3，负荷电流最后转到PS3上，从而完成整个切换过程。
[0015]为了避免电源切换过程中合环时的合环电流过大和产生冲击电流，要求合环时两侧电源幅值差和相位差在规定范围内，并且合环前两侧负荷电流不应过重，应控制在70%以下，同时要迅速的检测到电压跌落。
【主权项】
1.一种固态切换开关，包括电力电子元件IGBT(l)，其特征在于:在电力电子元件IGBT(I)上反向并联二极管(2)，两个与二极管(2)反向并联的IGBT (I)反向串联，机械开关(3)与两个反向串联的IGBT (I)采用并联的连接形式。
【专利摘要】本实用新型公开了一种固态切换开关，包括电力电子元件IGBT，在电力电子元件IGBT上反向并联二极管，两个与二极管反向并联的IGBT反向串联，机械开关与两个反向串联的IGBT采用并联的连接形式，本实用新型两个电力电子元件IGBT各自反向并联二级管且彼此间反向串联形成电子开关，电子开关与机械开关并联一起，正常的时候由机械开关流过负荷电流，在开关需要切换的时候，利用IGBT在机械开关断开和闭合过程中分流、钳压作用，实现机械开关迅速断开和闭合，完成从电压异常线路向电压正常线路快速、无暂态的切换，且能有效防止机械开关在开闭过程中防止电弧出现，本实用新型结构简单，制作方便，实用性强。
【IPC分类】H02J9-06
【公开号】CN204597623
【申请号】CN201520310304
【发明人】杨艳, 陈达, 张靖
【申请人】贵州大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月14日