CN110137028A - 一种中压选相合闸开关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中压选相合闸开关，包括：智能选相控制器和中压选相合闸开关，所述智能选相控制器和中压选相合闸开关之间通过线缆连接，所述中压选相合闸开关由框架、真空灭弧室、上端绝缘结构件、绝缘拉杆、下端绝缘结构件及永磁操动机构组成。每个真空灭弧室分别由单独的永磁操动机构驱动，并且在智能选相控制器中对应一路独立的永磁操动机构驱动回路。本发明每个真空灭弧室分别由单独的永磁操动机构驱动，并且在智能选相控制器中对应一路独立的永磁操动机构驱动回路。操控方便、寿命长、动作可靠性高。
Description
技术领域
本发明属于智能选相合闸开关的技术领域，更加具体地说，是涉及一种可实现符合标准要求试验电流的中压选相合闸开关。
背景技术
随着电力电子器件应用的发展和普及，人们研发出由可控硅为核心的晶闸管开关(固态继电器)。其原理为通过电压、电流过零检测控制，保证在电压零区附近选相投入，以产生最大的关合峰值电流，这就从功能上符合了选相开关最基本的要求。然而电子器件在应用上有致命的弱点：自身电损耗很大，需要散热以避免PN结的热击穿，为了降温就需要使用面积很大的散热器，甚至需要风扇进行强迫通风，另外可控硅对电压变化率(dv/dt)非常敏感，遇到操作过电压及雷击等电压突变的情况很容易误导通而被涌流损坏，即使安装避雷器也无济于事。可控硅开关的缺点是结构复杂、体积大、损耗大、成本高、可靠性差。
后来人们研究了交流接触器和可控硅开关的各自优缺点，发现把二者的优点巧妙地结合来，优势互补，发挥接触器运行功耗小和可控硅开关过零投切的优点，便是一个较为理想的投切元件，这就是开发复合开关的基本思路，这种投切开关同时具备了交流接触器和电力电子投切开关二者的优点。这种看似很理想的复合开关：用小形三端封装的可控硅作为电容器的投入和切除单元，用大功率永磁式磁保持继电器代替交流接触器负责保持接通电路，其过零检测元件是一粒电压过零型光辊双向可控硅。从原理上看是理想的选相元件，但实际上并非如此，由于可控硅的反向耐压值为1600V，无法做到1.6KV以上，且可控硅是一种对热和电冲击很敏感的半导体元件，一旦出现冲击电流或电压超过其容许值时，就会立即使其损坏，而且是永久性的损坏。实际运行情况已经表明了复合开关的故障率相当高。
目前国内应用的高压大电流选相合闸开关大多选用国外产品，国外产品采用气动操控方式，由于没有采用永磁机构技术，体积庞大，控制复杂，价格极高，且由于中间控制器件繁多，故障率高，使用寿命很短。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术不足和缺陷，提供一种中压选相合闸开关，可进行各等级的中压试验电压、额定短时耐受电流125kA及以下的选相关合。本发明采用永磁机构技术，体积小，控制简单，价格适中，且由于中间控制器件较少，故障率低，使用寿命极大延长。
技术方案：为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种中压选相合闸开关，包括：智能选相控制器和中压选相合闸开关，所述智能选相控制器和中压选相合闸开关之间通过线缆连接，所述中压选相合闸开关由框架、真空灭弧室、上端绝缘结构件、绝缘拉杆、下端绝缘结构件及永磁操动机构组成。所述框架为开关各部件的承载体。
每个真空灭弧室分别由单独的永磁操动机构驱动，并且在智能选相控制器中对应一路独立的永磁操动机构驱动回路。
所述真空灭弧室的周围由上端绝缘结构件包覆，所述绝缘拉杆的周围由下端绝缘结构件包覆。
所述绝缘拉杆实现真空灭弧室导电部分与永磁操动机构之间的电气隔离。
所述永磁操动机构为单线圈、单稳态的操动机构，所述永磁操动机构在合闸状态靠永磁体吸力保持，在分闸操作时仅需对线圈通一个脉冲小电流，实现分闸操作。
所述真空灭弧室的触头采用铜铬合金触头，所述铜铬合金触头为杯状纵磁场触头结构。
所述上端绝缘结构件/下端绝缘结构件为环氧注塑结构件。
所述智能选相控制器内配置有储能电容器等元件；所述智能选相控制器可对中压选相合闸开关中的每一个单元进行分别控制，通过对永磁操动机构驱动过程中电流的检测，具有对选相合闸开关机械特性的自动调整功能。
目前，合闸稳定性达到了±0.1ms，解决了以往选相合闸不稳定、精度低、分散性大的问题。可实现上述电压范围内、额定短时耐受电流下的选相合闸操作，并且选相角度任意可调。
本发明的中压选相合闸开关的分合闸操作及通信均采用光纤传输，大大提高了现场运行的可靠性。计算机可智能选相控制器实时进行通信，操作十分方便。
所述永磁操动机构采用全新设计的单线圈、单稳态的超小型操动机构，其元件极少，动作过程简单，用其做的开关零件比弹簧机构减少很多，从而保证运行中的故障率极低，基本可达到免维护。另外所述永磁操动机构出力大、操控方便、寿命长、动作可靠性高。由于永磁操动机构采用电子逻辑模块控制，且通过电力电子元件可以实时操纵线圈的励磁电流而影响动作特性，它提供了一个高度灵活的操动机构平台，基于这个平台，通过不同的控制系统，可实现同步，快速关合操作，实现高度的集成化和智能化。
所述智能选相控制器具有对每一个永磁操动机构驱动过程中电流的检测功能，合闸操作过程中，根据电流检测波形计算出最合理的断电点，达到永磁操动机构和控制器功率更完善的配合效果。
另外智能选相控制器具有对每一个永磁操动机构合闸驱动过程中采用2段恒流合闸策略，第一段用于调节合适的速度，以尽可能的减小合闸弹跳且合闸速度可控。第二段用于驱动超行程，最大限度保证合闸参数不受电容电压影响。在保证了优异的机械特性的基础上，智能选相控制器可控制永磁操动机构在系统电压波形的指定相位处关合，实施同步通断，避免产生操作时的涌流和过电压，缩短了电力系统的瞬态过程，提高电能质量和电力系统的稳定性，而且保证了合闸的精度。
有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果是：
1、本发明每个真空灭弧室分别由单独的永磁操动机构驱动，并且在智能选相控制器中对应一路独立的永磁操动机构驱动回路。操控方便、寿命长、动作可靠性高；
2、本发明中智能选相控制器具有对每一个永磁操动机构驱动过程中电流的检测功能，合闸操作过程中，根据电流检测波形计算出最合理的断电点，达到永磁操动机构和控制器功率更完善的配合效果；
3、本发明智能选相控制器具有对每一个永磁操动机构合闸驱动过程中采用2段恒流合闸策略，最大限度保证合闸参数不受电容电压影响。保证了选相合闸的精度。
附图说明
图1为智能选相控制器的结构示意图。
图2为本发明一种中压选相合闸开关的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
如图1、2所示，一种中压选相合闸开关，包括：智能选相控制器7和中压选相合闸开关，所述智能选相控制器7和中压选相合闸开关之间通过线缆连接。
如图2所示，所述中压选相合闸开关由框架6、真空灭弧室1、上端绝缘结构件2、绝缘拉杆3、下端绝缘结构件4及永磁操动机构5组成。
每个真空灭弧室1分别由单独的永磁操动机构5驱动，并且在智能选相控制器7中对应一路独立的永磁操动机构驱动回路；
所述真空灭弧室1的周围由上端绝缘结构件2包覆，所述绝缘拉杆3的周围由下端绝缘结构件4包覆；
所述绝缘拉杆3实现真空灭弧室1导电部分与永磁操动机构5之间的电气隔离。
所述永磁操动机构5为单线圈、单稳态的操动机构，所述永磁操动机构5在合闸状态靠永磁体吸力保持，在分闸操作时仅需对线圈通一个脉冲小电流，实现分闸操作。
所述真空灭弧室1的触头采用铜铬合金触头，所述铜铬合金触头为杯状纵磁场触头结构。
所述上端绝缘结构件2/下端绝缘结构件4为环氧注塑结构件。
所述智能选相控制器可对中压选相合闸开关中的每一个单元进行分别控制，通过对永磁操动机构5驱动过程中电流的检测，具有对选相合闸开关机械特性的自动调整功能。
所述永磁操动机构5采用全新设计的单线圈、单稳态的超小型操动机构，其元件极少，动作过程简单，用其做的开关零件比弹簧机构减少很多，从而保证运行中的故障率极低，基本可达到免维护。
另外所述永磁操动机构5出力大、操控方便、寿命长、动作可靠性高。由于永磁操动机构5采用电子逻辑模块控制，且通过电力电子元件可以实时操纵线圈的励磁电流而影响动作特性，它提供了一个高度灵活的操动机构平台，基于这个平台，通过不同的控制系统，可实现同步，快速关合操作，实现高度的集成化和智能化。
所述智能选相控制器7具有对每一个永磁操动机构驱动过程中电流的检测功能，合闸操作过程中，根据电流检测波形计算出最合理的断电点，达到永磁操动机构5和控制器功率更完善的配合效果。
智能选相控制器7具有对每一个永磁操动机构5合闸驱动过程中采用2段恒流合闸策略，第一段用于调节合适的速度，以尽可能的减小合闸弹跳且合闸速度可控。第二段用于驱动超行程，最大限度保证合闸参数不受电容电压影响。在保证了优异的机械特性的基础上，智能选相控制器7可控制永磁操动机构5在系统电压波形的指定相位处关合，实施同步通断，避免产生操作时的涌流和过电压，缩短了电力系统的瞬态过程，提高电能质量和电力系统的稳定性，而且保证了合闸的精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种中压选相合闸开关，包括：智能选相控制器(7)和中压选相合闸开关，所述智能选相控制器(7)和中压选相合闸开关之间通过线缆连接，其特征在于：所述中压选相合闸开关由框架(6)、真空灭弧室(1)、上端绝缘结构件(2)、绝缘拉杆(3)、下端绝缘结构件(4)及永磁操动机构(5)组成；
每个真空灭弧室(1)分别由单独的永磁操动机构(5)驱动，并且在智能选相控制器(7)中对应一路独立的永磁操动机构驱动回路；
所述真空灭弧室(1)的周围由上端绝缘结构件(2)包覆，所述绝缘拉杆(3)的周围由下端绝缘结构件(4)包覆；
所述绝缘拉杆(3)实现真空灭弧室(1)导电部分与永磁操动机构(5)之间的电气隔离。
2.根据权利要求1所述的一种中压选相合闸开关，其特征在于：所述永磁操动机构(5)为单线圈、单稳态的操动机构，所述永磁操动机构(5)在合闸状态靠永磁体吸力保持，在分闸操作时仅需对线圈通一个脉冲小电流，实现分闸操作。
3.根据权利要求1所述的一种中压选相合闸开关，其特征在于：所述真空灭弧室(1)的触头采用铜铬合金触头，所述铜铬合金触头为杯状纵磁场触头结构。
4.根据权利要求1所述的一种中压选相合闸开关，其特征在于：所述上端绝缘结构件(2)/下端绝缘结构件(4)为环氧注塑结构件。
Priority Applications (1)
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| CN201910481177.0A CN110137028A (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种中压选相合闸开关 |
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| CN201910481177.0A CN110137028A (zh) | 2019-06-04 | 2019-06-04 | 一种中压选相合闸开关 |
Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113628920A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-09 | 瑞亿智能控制设备无锡有限公司 | 一种智能选相永磁真空断路器 |
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2019
- 2019-06-04 CN CN201910481177.0A patent/CN110137028A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
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| CN113628920A (zh) * | 2021-08-19 | 2021-11-09 | 瑞亿智能控制设备无锡有限公司 | 一种智能选相永磁真空断路器 |
| CN113628920B (zh) * | 2021-08-19 | 2023-12-29 | 瑞亿智能控制设备无锡有限公司 | 一种智能选相永磁真空断路器 |
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