[发明专利]一种新型10kV开关装置及其控制方法

权利要求书

1.一种新型10kV开关装置，包括开关装置本体，其特征在于：所述开关装置本体主要由组合开关模块单元、三相电流互感器、三相电压互感器和开关操作智能控制器组成；

组合开关模块单元包括高压真空断路器、真空隔离开关和电力电子开关，其中真空隔离开关和电力电子开关相互串联后，与高压真空断路器相并联，高压真空断路器的两端分别作为开关装置本体的两端串接于待控主电路上；高压真空断路器用于承载关合和分断操作时的动态电流以及正常工作时的负荷电流；电力电子开关用于精确控待控主电路关合和分断时刻、短时承载待控主电路电流；真空隔离开关用于配合高压真空断路器和电力电子开关工作；

三相电压互感器并接在待控主电路上，三相电流互感器串接在待控主电路上或者让待控主电路母线穿过三相电流互感器，三相电压互感器和三相电流互感器的输出端分别与开关操作智能控制器的输入端相连；三相电压互感器和三相电流互感器分别将其实时检测的待控主电路的工作电压和工作电流送入开关操作智能控制器；

开关操作智能控制器的输出端分别连接高压真空断路器、真空隔离开关和电力电子开关的控制端；开关操作智能控制器实时跟踪待控主电路的工作电压相位和工作电流相位，并根据组合开关模块单元的拓扑结构和控制策略实现组合开关模块单元中的高压真空断路器和真空隔离开关分合闸控制、及电力电子开关导通截止控制。

2.根据权利要求1所述的一种新型10kV开关装置，其特征在于：开关操作智能控制器包括智能测控单元和核心处理器单元；

智能测控单元包括电压调理模块、电流调理模块和驱动模块；三相电压互感器经由电压调理模块与核心处理器单元的输入端相连，三相电流互感器经由电流调理模块与核心处理器单元的输入端相连，核心处理器单元的输出端经由驱动模块与组合开关模块单元相连；智能测控单元负责待控主电路工作电压和工作电流的转换和后续信号调理，以及组合开关模块单元的高压真空断路器、真空隔离开关和电力电子开关的分、合闸控制；

核心处理器单元包括数字信号处理器和可编程逻辑处理器，数字信号处理器和可编程逻辑处理器之间通过双口随机存取存储器相连；可编程逻辑处理器负责模数转换期间的时序逻辑控制，及将采集到的三相工作电流、三相工作电压和其它模拟信号通过双口随机存取存储器供数字信号处理器读取和进程后续分析处理；数字信号处理器完成采集信号的预处理、电压和电流数值计算、及主电路工作电压相位和工作电流相位跟踪比对。

3.根据权利要求2所述的一种新型10kV开关装置，其特征在于：开关操作智能控制器还进一步包括组合开关状态自我诊断单元和/或保护监控单元，该组合开关状态自我诊断单元和保护监控单元分别与核心处理器单元相连接；其中组合开关模块状态自诊断单元负责记录高压真空断路器、真空隔离开关和电力电子开关的触头位置即通断状态信息、操动机构储能情况、操动历史纪录与状态评估信息；保护监控单元用于为待控主电路实现过流和过压跳闸保护、电力电子开关驱动状态监控、以及电力电子开关过流、过压与温度保护。

4.根据权利要求3所述的一种新型10kV开关装置，其特征在于：所述组合开关状态自我诊断单元和保护监控单元均通过控制器局域网络总线与核心处理器单元相连接。

5.根据权利要求2所述的一种新型10kV开关装置，其特征在于：核心处理器单元的输入端上还接有手动开关，该手动开关用于手动输入待控主电路的通断指令。