CN102075007B - 切换开关装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种切换开关装置，包括自动切换开关；所述自动切换开关是两个或两个以上单级开关并联组成的多级开关。本发明的一种切换开关装置，是一种可实现自动任意跨档切换的多极开关，可以快速有效地进行电路的切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种开关，尤其涉及一种可以自动切换的开关。
背景技术
随着国民经济、城乡建设的飞速发展，在电力系统中，对其供电的连续性、稳定性、可靠性的要求越来越高。但由于电源电压的波动和负荷大小的变化，系统的供电电压时常在发生着变化，严重时，会影响电气设备的正常运行。另外，在一些特殊的行业，要求设备的工作电压可以按要求进行自动控制与调节，以保证生产质量、生产效率与设备安全。为此，如何按要求快速有效地进行电压的升高或降低，实现不停电切换就成了保证质量、保证安全、可靠运行的关键；其中，自动控制开关是实现以上要求的核心部件。针对以上问题，现有的解决方案是采用有载调压开关，它可以在带有负荷的情况下进行自动调压。但存在的问题是：调压装置靠伺服电机带动运行，不可跨档，必须逐级切换；因固有机械时间导致切换过渡时间长；需整体封装于变压器油中；频繁操作时事故率高；价格昂贵。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种切换开关装置，是一种可实现自动任意跨档切换的多极开关，可以快速有效地进行电路的切换。
本发明的技术解决方案是：本发明为一种切换开关装置，其特殊之处在于：所述切换开关装置包括自动切换开关；所述自动切换开关是两个或两个以上单级开关并联组成的多级开关。
上述单级开关包括主开关、辅助开关以及过渡阻抗单元；所述辅助开关与过渡阻抗单元串联联接，所述辅助开关与过渡阻抗单元的串联回路与主开关并联。
上述自动切换开关还包括防焊死开关，所述防焊死开关连接在单级开关之间。
上述自动切换开关还包括旁路开关，所述旁路开关与多级开关并联。
上述主开关、辅助开关、防焊死开关和旁路开关是接触器、可控硅、断路器或隔离开关。
上述过渡阻抗单元为过渡电阻、过渡电抗或过渡阻抗，所述过渡电阻为金属电阻或非金属电阻，所述过渡电抗为电抗器，所述过渡阻抗为上述过渡电阻与过渡电抗的串联或并联组合。
上述切换开关装置还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括取样单元、CPU单元以及输出单元，所述取样单元和输出单元分别与CPU单元连接，所述取样单元与多级开关连接。
上述切换开关装置还包括电源，所述电源给自动切换开关与自动控制装置供电。
上述取样单元包括电压取样单元和/或电流取样单元。
上述输出单元包括可控硅、继电器或指示单元。
本发明具有以下优点：
1、可自由换档，供电灵活性高。本发明中的自动切换开关，经主开关与辅助开关及过渡电阻串、并联组合的结构设计，并经自动控制装置的综合控制，具备了按控制要求自由换档、灵活方便的自动切换。
2、动作迅速，自动化程度高。本发明的自动切换开关中，主开关与辅助开关由自动控制装置根据设定的要求自动进行控制，档位切换时间为开关接点或开关触头的开、合固有动作时间，无机械的电机转动带动节点闭合的过程，其动作时间短，操作迅速、可靠，自动化程度高。
3、结构简单，成本低。本发明采用接触器等为核心元器件，构成主开关及辅助开关，采用辅助开关与主开关并联，并加以过渡阻抗保证切换过程的安全、可靠。较现有伺服电机驱动方案相比，结构更为简单，而且成本大大降低。
4、适用于频繁操作。本发明适用于电压波动大，需要频繁操作的场合。
5、无油化安装，安全可靠性高。本发明采用的元器件为独立的分立元件，均满足相应的电气绝缘性能要求，无需再封装于变压器油中以保证其绝缘与灭弧要求。故，无油化设计，安全可靠性更高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明一种较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的自动切换开关由自动控制装置1、切换开关装置2构成。切换开关装置2包括了多极开关、防焊死开关K及旁路开关P构成。多极开关由多个单极开关构成。单极开关包括主开关K1、辅助开关K1′和过渡阻抗单元Z1，辅助开关K1′与过渡阻抗单元Z1串联联接，辅助开关K1′与过渡阻抗单元Z1的串联回路与主开关K1并联。单级开关可以是多个，如图1所示，主开关单元可以是K1、K2、……Kn，辅助开关单元可以是K1′、K2′、……Kn，过渡阻抗单元可以是Z1、Z2、……Zn。
主开关、辅助开关、防焊死开关、旁路开关是接触器、可控硅、断路器或隔离开关；过渡阻抗单元为过渡电阻、过渡电抗、过渡阻抗，过渡电阻为金属电阻或非金属电阻，尤其是大功率无感精密陶瓷电阻，过渡电抗为电抗器，过渡阻抗为上述过渡电阻与过渡电抗的串联或并联组合。
自动控制装置1包括取样单元、CPU单元以及输出单元；取样单元包括电压取样单元和/或电流取样单元，电压取样单元可采用现有的电压传感器，电流取样单元可采用现有的电流传感器；CPU单元采用现有的8位或16位单片机；输出单元包括可控硅、继电器或指示单元，指示单元采用电压表、电流表、数码显示管、液晶显示器或指示灯。
参见图2，为本发明较佳实施例中的一种，主开关KM1、KM2、……KMn、辅助开关KM1′、KM2′、……KMn′采用接触器，过渡阻抗单元采用大功率精密陶瓷电阻R1、R2……Rn。自动控制装置1由电路取样输入电压，由CPU单元分析输入电压控制切换开关装置2，开关投切到相应的档位，以保证输出电压为要求范围值。同时，自动控制装置1自动监测各种工况下电网各电气参数，并在电路异常或电网异常情况下，采取相应的保护措施。其中，旁路开关P与整套装置并联，并在整套设备出现异常的情况下，切除开关，保证用户供电的可靠性。
Claims (8)
1.一种切换开关装置，其特征在于：所述切换开关装置包括自动切换开关；所述自动切换开关是两个或两个以上单级开关构成的多级开关；所述单级开关包括主开关、辅助开关以及过渡阻抗单元；所述辅助开关与过渡阻抗单元串联联接，所述辅助开关与过渡阻抗单元的串联回路与主开关并联；作为自动切换开关的多级开关的多个输出端对应不同的档位，与第一档位对应的单级开关的输入端通过防焊死开关与第二档位对应的单级开关的输入端相连，与第二档位对应的单级开关的输入端和其他档位对应的单级开关的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的切换开关装置，其特征在于：所述自动切换开关还包括旁路开关，所述旁路开关与多级开关并联。
3.根据权利要求2所述的切换开关装置，其特征在于：所述主开关、辅助开关、防焊死开关和旁路开关是接触器、可控硅、断路器或隔离开关。
4.根据权利要求3所述的切换开关装置，其特征在于：所述过渡阻抗单元为过渡电阻、过渡电抗或过渡阻抗，所述过渡电阻为金属电阻或非金属电阻，所述过渡电抗为电抗器，所述过渡阻抗为上述过渡电阻与过渡电抗的串联或并联组合。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的切换开关装置，其特征在于：所述切换开关装置还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括取样单元、CPU单元以及输出单元，所述取样单元和输出单元分别与CPU单元连接，所述取样单元与多级开关连接。
6.根据权利要求5所述的切换开关装置，其特征在于：所述切换开关装置还包括电源，所述电源给自动切换开关与自动控制装置供电。
7.根据权利要求6所述的切换开关装置，其特征在于：所述取样单元包括电压取样单元和/或电流取样单元。
8.根据权利要求7所述的切换开关装置，其特征在于：所述输出单元包括可控硅、继电器或指示单元。
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