CN101667822A - 一种固态复合开关结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固态复合开关，涉及高压开关技术领域。包括晶闸管阀串、接触器及控制电路及器件，其特征在于其结构具有：三相进线分别串联有电抗器、电容器，A、C两相电容器出线分别接有晶闸管阀串，晶闸管阀串均并联有接触器，晶闸管阀串的出线均和B相电容器的出线短接。本发明的积极效果是：克服了现有技术之不足，本发明固态复合开关具有结构简单紧凑、占地面积小、外部接线少、无功补偿容量大、绝缘能力强的特点。适用于高低压电力系统，特别是高压电力系统。

Description

一种固态复合开关结构

技术领域

本发明涉及高压开关技术领域。

背景技术

目前，电力电子设备所用的固态复合开关，主要是应用于低压电力系统，采用晶闸管与继电器并联，并采用模拟电路进行控制(见专利号200720178283)。整个装置电气绝缘能力低，无功补偿容量小，无法应用于高压系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种固态复合开关，具有结构简单紧凑、占地面积小、外部接线少、无功补偿容量大、绝缘能力强的特点。适用于高低压电力系统，特别是高压电力系统。

本发明的主要技术方案是：一种固态复合开关，包括晶闸管阀串、接触器及控制电路及器件，其特征在于其结构具有：A、C两相出线分别接有晶闸管阀串，晶闸管阀串均并联有接触器，晶闸管阀串的出线均和B相出线短接。

所述的晶闸管阀串为立式结构为佳：每串晶闸管阀串首尾由3个首端过渡调整圆铝、1个尾端过渡调整圆铝组成内框架，在首端过渡调整圆铝上侧，压簧导杆上套有碟簧，在碟簧的上侧依次安装有导流铜排和法兰，在尾端过渡调整圆铝下侧依次安装有导流铜排和法兰，阀串首端和尾端法兰之间用四根绝缘柱固定，在尾端法兰下端固定一个绝缘子，绝缘子与柜底用槽钢连接，将串首端法兰与柜体之间用绝缘子相连，绝缘子底部用槽钢固定在柜体上，阀串间用环氧板相连。

所述的固态复合开关，其特征在于将低压器件和高压设备均安装在一个机柜内，主要包括穿墙套管、母线连接铜排、晶闸管阀串、绝缘子、晶闸管阀高电位电子板、TE板送能电源、高频变流器、高压电缆、送能磁环变压器、真空接触器及阀基电子装置。

所述的一种固态复合开关，其特征在于设有人机接口部分，包括：分合扳手、工作状态扳手、接触器分合指示灯和空气开关。

本发明的积极效果是：克服了现有技术之不足，本发明固态复合开关具有结构简单紧凑、占地面积小、外部接线少、无功补偿容量大、绝缘能力强的特点。适用于高低压电力系统，特别是高压电力系统。

以下结合实施例作详述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明固态复合开关结构(含部分外接电路)的电原理图。

图2为本发明固态复合开关结构带前门的外观图。

图3是图2拆去前门的结构示意图。

图4是图3的左视图。

图5是图3中的晶闸管阀串的结构示意图。

具体实施方式

该固态复合开关，包括晶闸管阀串、接触器及控制电路及器件，其结构具有：三相进线分别串联有电抗器、电容器，A、C两相电容器出线分别接有晶闸管阀串，晶闸管阀串均并联有接触器，晶闸管阀串的出线均和B相电容器的出线短接。晶闸管阀串为立式结构：每串晶闸管阀串首尾由3个首端过渡调整圆铝、1个尾端过渡调整圆铝组成内框架，在首端过渡调整圆铝上侧，压簧导杆上套有碟簧，在碟簧的上侧依次安装有导流铜排和法兰，在尾端过渡调整圆铝下侧依次安装有导流铜排和法兰，阀串首端和尾端法兰之间用四根绝缘柱固定，在尾端法兰下端固定一个绝缘子，绝缘子与柜底用槽钢连接，将串首端法兰与柜体之间用绝缘子相连，绝缘子底部用槽钢固定在柜体上，阀串间用环氧板相连。将低压器件和高压设备均安装在一个机柜内，主要包括穿墙套管、母线连接铜排、晶闸管阀串、绝缘子、晶闸管阀高电位电子板、TE板送能电源、高频变流器、高压电缆、送能磁环变压器、真空接触器及阀基电子装置。并设有人机接口部分，包括：分合扳手、工作状态扳手、接触器分合指示灯和空气开关。以下加以详述。

图1是是固态复合开关的一次系统图。图中，A、B、C为系统三相母线，N为电容器组滤波支路中性点。根据图中标示：1.电抗器；2.电容器；3.晶闸管阀串；4.接触器。此种接法主要针对于同步投切三相电容器组的投切方式，在接触器断开且晶闸管不触发的情况下，B相无法与其它相构成电流回路，所以B相电容器相当于没有接入系统。由调节电源和阀基电子单元组成的固态复合开关控制系统首先触发晶闸管，再分合接触器，此时B相与导通后的其它两相存在电流回路，三相滤波支路电容器组接入了系统。这样既不耽误三相电容器组的投切，又节省了一组晶闸管阀串，节省了投资。

图2为固态复合开关的主视图。主要由三个部分组成，调节单元，阀基电子装置和人机接口部分。根据图中标示：5.前柜门；6.阀基电子控制单元，主要作用是控制晶闸管阀组和真空接触器的投切以及晶闸管状态的监视；7.调节单元，计算系统的无功实时值，并在需要投切电容器组的时候给阀基电子单元发出投切指令；8.分合扳手，当工作状态扳手位于手动工作方式时，可以拧动分合扳手给阀基电子单元发送分合指令；当工作状态扳手位于退出控制方式时，固态复合开关退出运行，拧动分合扳手直接分合接触器；9.工作状态扳手，分为两种工作方式：运行方式和退出控制方式；10.接触器分合指示灯，指示接触器的断开和闭合；11.空气开关，是将外部的电源或者电压信号接入固态复合开关。从左到右的顺序为：调节机箱直流电源空气开关、VBE机箱直流电源空气开关、A相晶闸管触发板送能电源、C相晶闸管触发板送能电源、风机及照明电源(风机是为了对机柜内设备起到一定的降温作用)、调节机箱交流电压电源(接入系统电压互感器二次电压，作为无功计算数据)、VBE机箱交流电压电源(接入系统电压互感器二次电压，作为触发晶闸管同步电压)。

图3、图4，是固态复合开关第一个实施例的纵剖面构造图。根据图中标示：12.穿墙套管，直接接系统高压母线，并起到和柜体绝缘的作用；13.晶闸管触发板送能电源，把直流电变成高频交流电；14.高频变流器，把送能电源的高频交流电降压升流；15.柜体侧绝缘子，起到对立式晶闸管阀串的横向支撑作用，并与固态复合开关柜门绝缘；16.高压电缆，接在高频变流器低压侧，为晶闸管触发板的高频升压变压器提供能量。17.高频升压变压器，作为晶闸管触发板电源。18.晶闸管触发板，通过光纤与VBE机箱的触发信号输出板和回报板相连，接收VBE机箱的触发命令，并将阀和取能状态反馈给阀基电子单元；19.晶闸管；20.真空接触器；

图5是晶闸管阀串电气结构图。根据图中标示：21.环氧板；22.首端法兰；23.碟簧；24.首端过渡调整圆铝；25.散热片；26.绝缘柱；27.尾端过渡调整圆铝；28.尾端法兰；29.柜底绝缘子；30.槽钢。

装置在运行时，将所有的空气开关置于合位，给柜内各设备提供直流工作电源，其中TE板送能电源将直流电逆变为高频交流电，送给高频变流器，高频变流器将高频交流电降压升流输出，在高频变流器的输出端串联若干个小CT，即送能磁环变压器，其输出端给每个TE板提供能量。根据工作状态扳手和分合闸扳手的状况投切固态复合开关。如果工作状态扳手处于运行位置，则有两种投切固态复合开关的方式，一种是根据系统无功需要，通过系统无功补偿装置给出投切指令送给VBE装置，由VBE装置在系统电压过零点首先触发晶闸管，在晶闸管稳定导通后分合接触器；另一种是在固态复合开关柜外拧动分合扳手，仍由VBE装置在系统电压过零点首先触发晶闸管，在晶闸管稳定导通后分合接触器。在VBE前面板上有若干个指示灯，分别显示各个晶闸管的工作状态，当晶闸管工作正常时，可以分合固态复合开关，一旦出现晶闸管损坏或者TE板取能不正常，则不能投切固态复合开关，VBE会向变电站等控制中心上报固态复合开关故障，此时可将工作状态扳手打到退出控制方式，并可在现场拧动分合扳手，手动直接分合接触器投切电容器进行无功补偿。本装置解决了目前国内投切高压电容器组出现分合闸过程中涌流冲击以及投切过程中造成多次谐波污染的现象，是一种集合了自动无涌流，无冲击的投切电容器组进行无功补偿，并且在设备出现故障后仍可以投切接触器满足无功补偿的新型无功补偿设备。

本发明可直挂于高压电力系统，保正了高低压系统绝缘，可根据系统无功的情况自动在过零点投切接触器，也可在运行期间在柜体上对固态复合开关进行操作。

Claims (3)

1、一种固态复合开关结构，包括晶闸管阀串、接触器及控制电路及器件，其特征在于其结构具有：A、C两相出线分别接有晶闸管阀串，晶闸管阀串并联接触器，晶闸管阀串的出线均和B相出线短接。

2、根据权利要求1所述的一种固态复合开关，其特征在于所述的晶闸管阀串为立式结构：每串晶闸管阀串首尾由3个首端过渡调整圆铝、1个尾端过渡调整圆铝组成内框架，在首端过渡调整圆铝上侧，压簧导杆上套有碟簧，在碟簧的上侧依次安装有导流铜排和法兰，在尾端过渡调整圆铝下侧依次安装有导流铜排和法兰，阀串首端和尾端法兰之间用四根绝缘柱固定，在尾端法兰下端固定一个绝缘子，绝缘子与柜底用槽钢连接，将串首端法兰与柜体之间用绝缘子相连，绝缘子底部用槽钢固定在柜体上，阀串间用环氧板相连。

3、根据权利要求2所述的一种固态复合开关，其特征在于将低压器件和高压设备均安装在一个机柜内，主要包括穿墙套管、母线连接铜排、晶闸管阀串、绝缘子、晶闸管阀高电位电子板、TE板送能电源、高频变流器、高压电缆、送能磁环变压器、真空接触器及阀基电子装置。

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