專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，當(dāng)今社會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)和輸電設(shè)備提出了更高的要求，如何提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，向用戶(hù)提供高質(zhì)量的電能成為電力行業(yè)的發(fā)展方向。開(kāi)關(guān)作為輸電線(xiàn)路中一個(gè)重要的設(shè)備，它的性能直接影響著電網(wǎng)的正常運(yùn)行。在目前的輸電系統(tǒng)中大量采用機(jī)械式開(kāi)關(guān)，盡管它有導(dǎo)通穩(wěn)定、帶負(fù)載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但隨著用戶(hù)對(duì)電力質(zhì)量要求的提高，它的缺點(diǎn)也越來(lái)越突出。因不能實(shí)時(shí)、靈活、連續(xù)和快速地動(dòng)作，易使事故擴(kuò)大，破壞 系統(tǒng)穩(wěn)定性；在斷開(kāi)負(fù)載時(shí)有電弧產(chǎn)生，觸頭易燒損，并且動(dòng)靜觸頭間電弧燃燒時(shí)間延長(zhǎng)了故障電流切除時(shí)間，這些都難以滿(mǎn)足一些電力用戶(hù)對(duì)開(kāi)關(guān)快速性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)，用以解決現(xiàn)有的機(jī)械式開(kāi)關(guān)動(dòng)作速度慢、燃弧的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是一種大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)，包括晶閘管閥組、冷卻裝置和控制保護(hù)裝置，所述控制保護(hù)裝置包括控制單元、電壓電流采集單元和一個(gè)接口裝置，所述晶閘管閥組由多個(gè)晶閘管級(jí)串聯(lián)組成，所述電壓電流采集單元連接所述晶閘管閥組，用于采集晶閘管的電流并發(fā)信號(hào)給所述控制單元；所述控制單元分別連接所述電壓電流采集單元，并通過(guò)所述接口裝置連接所述晶閘管閥組，用于發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給接口裝置控制晶閘管的換流導(dǎo)通；所述冷卻裝置分別連接所述控制單元和所述晶閘管閥組，用于為晶閘管提供冷卻。所述控制保護(hù)裝置還包括通訊管理機(jī)和監(jiān)控后臺(tái)，所述控制單元通過(guò)所述通訊管理機(jī)與所述監(jiān)控后臺(tái)連接，所述監(jiān)控后臺(tái)是該固態(tài)開(kāi)關(guān)的人機(jī)接口，用于監(jiān)測(cè)該固態(tài)開(kāi)關(guān)的工作狀況，所述通訊管理機(jī)用于實(shí)現(xiàn)所述控制單元與所述監(jiān)控后臺(tái)的數(shù)據(jù)交換。所述晶閘管級(jí)由2個(gè)反并聯(lián)晶閘管(VTl和VT2)、RC阻尼回路和晶閘管控制電路板(TCE)組成，所述RC阻尼回路和所述晶閘管控制電路板并聯(lián)在所述晶閘管兩端，且所述晶閘管控制電路板連接所述RC阻尼回路中電阻(Rl)和電容(Cl)的串聯(lián)點(diǎn)。所述的冷卻裝置采用水冷和熱管強(qiáng)迫風(fēng)冷，晶閘管閥組內(nèi)的水被加熱之后，運(yùn)送到室外風(fēng)冷的換熱盤(pán)管，由散熱風(fēng)扇將其冷卻之后再重新送回晶閘管閥組內(nèi)，如此循環(huán)。所述接口裝置為閥控電子設(shè)備。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)通過(guò)半導(dǎo)體器件晶閘管的導(dǎo)通和關(guān)斷來(lái)給負(fù)載供電，由于半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通及關(guān)斷時(shí)間可達(dá)微秒級(jí)，且在開(kāi)關(guān)過(guò)程中不產(chǎn)生電弧，有效解決傳統(tǒng)機(jī)械開(kāi)關(guān)的動(dòng)作速度慢，燃弧等問(wèn)題，大大提高了開(kāi)關(guān)速度和開(kāi)關(guān)的使用壽命。


圖I是本發(fā)明固態(tài)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)框 圖2是本發(fā)明固態(tài)開(kāi)關(guān)的晶閘管級(jí)電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖I所示，本發(fā)明的大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)由晶閘管閥組、冷卻裝置和控制保護(hù)裝置組成。晶閘管閥組由多個(gè)晶閘管級(jí)串聯(lián)組成，如圖2所示，每個(gè)晶閘管級(jí)由2個(gè)反并聯(lián)的晶閘管Vl和V2、RC阻尼回路和晶閘管控制電路板(TCE)構(gòu)成，RC阻尼回路由一個(gè)電阻Rl和一個(gè)電容Cl串聯(lián)，RC阻尼回路并聯(lián)連接在VI、V2的兩端，晶閘管控制電路板連接RC阻尼回路的兩端，并連接其串聯(lián)點(diǎn)。控制保護(hù)裝置由控制單元、閥控電子設(shè)備(VCE)、電壓電流采集單元、通訊管理機(jī)和監(jiān)控后臺(tái)組成。監(jiān)控后臺(tái)是固態(tài)開(kāi)關(guān)的人機(jī)接口，控制單元通過(guò)通訊管理機(jī)與監(jiān)控后臺(tái)連接，閥控電子設(shè)備(VCE)是控制單元與晶閘管閥組之間的接口裝置，VCE接受來(lái)自控制單元的觸發(fā)信號(hào)，控制晶閘管的導(dǎo)通，同時(shí)接收來(lái)自晶閘管級(jí)晶閘管控制電路板發(fā)來(lái)的回檢信號(hào)，監(jiān)測(cè)晶閘管閥工作狀態(tài)，電壓電流采集單元連接控制單元，并用于與晶閘管閥組連接，用于采集晶閘管的電流，并將信號(hào)發(fā)給控制單元，由控制單元控制晶閘管的換流。冷卻裝置為晶閘管閥組的晶閘管和阻尼電阻提供冷卻，因固態(tài)開(kāi)關(guān)電流較大并長(zhǎng)期運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此需要對(duì)其進(jìn)行冷卻，本實(shí)施例采用純水冷卻，水冷分為內(nèi)冷和外冷。內(nèi)冷卻水在晶閘管閥組內(nèi)加熱升溫后，由循環(huán)水泵驅(qū)動(dòng)進(jìn)入室外風(fēng)冷的換熱盤(pán)管，由散熱風(fēng)扇冷卻被加熱的內(nèi)冷水，降溫后的內(nèi)冷卻水由循環(huán)水泵再送至換流閥，如此周而復(fù)始地循環(huán)。該大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)一端接電源，一端接負(fù)載，晶閘管是單向?qū)щ娖骷?，反并?lián)的晶閘管在電流的正負(fù)半波內(nèi)各導(dǎo)通180度，在電流過(guò)零時(shí)換流。該固態(tài)開(kāi)關(guān)可以連接感性負(fù)載、阻性負(fù)載和容性負(fù)載，由控制單元檢測(cè)負(fù)載的功率因素角，預(yù)測(cè)電流過(guò)零時(shí)刻，在電流過(guò)零時(shí)實(shí)現(xiàn)反并聯(lián)的晶閘管換流。
權(quán)利要求
1.一種大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)，其特征在于，包括晶閘管閥組、冷卻裝置和控制保護(hù)裝置，所述控制保護(hù)裝置包括控制單元、電壓電流采集單元和一個(gè)接口裝置，所述晶閘管閥組由多個(gè)晶閘管級(jí)串聯(lián)組成，所述電壓電流采集單元連接所述晶閘管閥組，用于采集晶閘管的電流并發(fā)信號(hào)給所述控制單元；所述控制單元分別連接所述電壓電流采集單元，并通過(guò)所述接口裝置連接所述晶閘管閥組，用于發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給接口裝置控制晶閘管的換流導(dǎo)通；所述冷卻裝置分別連接所述控制單元和所述晶閘管閥組，用于為晶閘管提供冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述控制保護(hù)裝置還包括通訊管理機(jī)和監(jiān) 控后臺(tái)，所述控制單元通過(guò)所述通訊管理機(jī)與所述監(jiān)控后臺(tái)連接，所述監(jiān)控后臺(tái)是該固態(tài)開(kāi)關(guān)的人機(jī)接口，用于監(jiān)測(cè)該固態(tài)開(kāi)關(guān)的工作狀況，所述通訊管理機(jī)用于實(shí)現(xiàn)所述控制單元與所述監(jiān)控后臺(tái)的數(shù)據(jù)交換。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述晶閘管級(jí)由2個(gè)反并聯(lián)晶閘管(VTl和VT2)、RC阻尼回路和晶閘管控制電路板(TCE)組成，所述RC阻尼回路和所述晶閘管控制電路板并聯(lián)在所述晶閘管兩端，且所述晶閘管控制電路板連接所述RC阻尼回路中電阻(Rl)和電容(Cl)的串聯(lián)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述的冷卻裝置采用水冷和熱管強(qiáng)迫風(fēng)冷，晶閘管閥組內(nèi)的水被加熱之后，運(yùn)送到室外風(fēng)冷的換熱盤(pán)管，由散熱風(fēng)扇將其冷卻之后再重新送回晶閘管閥組內(nèi)，如此循環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)，其特征在于，所述接口裝置為閥控電子設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大功率固態(tài)開(kāi)關(guān)，包括晶閘管閥組、冷卻裝置和控制保護(hù)裝置，控制保護(hù)裝置包括控制單元、電壓電流采集單元和一個(gè)接口裝置，晶閘管閥組由多個(gè)晶閘管級(jí)串聯(lián)組成，電壓電流采集單元連接所述晶閘管閥組，用于采集晶閘管的電流并發(fā)信號(hào)給所述控制單元；控制單元分別連接所述電壓電流采集單元，并通過(guò)所述接口裝置連接所述晶閘管閥組，用于發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給接口裝置控制晶閘管的換流導(dǎo)通；冷卻裝置分別連接所述控制單元和所述晶閘管閥組，用于為晶閘管提供冷卻。解決了現(xiàn)有的機(jī)械式開(kāi)關(guān)動(dòng)作速度慢、燃弧的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H03K17/687GK102970016SQ201210467469
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者張建, 馬俊民, 洪波, 何青連, 范彩云, 毛文喜 申請(qǐng)人:許繼集團(tuán)有限公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司