[实用新型]一种交直流无延时切换装置

说明书

技术领域

本实用新型属于供电设备技术领域，涉及双路供电系统的切换技术，具体是交流供电和高压直流供电之间无延时静态的切换技术。

背景技术

随着高压直流（HVDC）供电系统的普及与应用，直流供电应用在各个领域。虽然高压直流供电具有很高的可靠性，但是在蓄电池电力即将耗尽时或直流供电设备检修时，在有其他后备交流电源存在的情况，需要将直流供电切换至后备交流供电。在高压直流恢复供电或检修完成时，又需将后备交流供电切换至高压直流供电。对于核心而敏感的用电设备而言，高压直流与交流之间的切换必须是无切换时间，而且具有很高的可靠性要求。

现有技术中为解决高压直流和交流之间的切换，通常利用继电器来实现切换，虽然利用继电器成本低、电路简单容易实现，但带有物理触点的继电器是线圈通电与断电来控制物理触点的吸合和分断的，响应速度有限，通常都超过10毫秒，无法满足无切换时间的要求。同时现有的普通继电器应用于直流通断时，其分断能力大大降低，容易产生拉弧现象，而且分断电压大大降低，通常低于100V以下。所以普通继电器无法应用在高压直流（DC200V~DC290V）的大功率切换。

发明内容

本实用新型目的在于针对现有技术的空缺和不足，本实用新型提出如何解决高压直流与交流供电之间的切换，同时要满足高可靠性和无切换时间的要求的解决方案。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种交直流无延时切换装置，包括：直流输入端、交流输入端、总输出端、检测控制单元。直流输入端的正、负输入端分别通过一个单向可控硅与总输出端的第一输出端和第二输出端连接。交流输入端的第一输入端、第二输入端分别通过一个双向可控硅与总输出端的第一输出端和第二输出端连接。

检测控制单元包括交流电压检测电路、直流电压检测电路、切换控制电路、以及控制器。所述交流电压检测电路的输入端接交流输入端，输出端接控制器的信号输入接口，用于检测测交流实时电压并将信号传输给控制器。直流电压检测电路的输入端接直流输入端，输出端接控制器的信号输入接口，用于检测测直流实时电压并将信号传输给控制器。控制器信号输出接口接切换控制电路，切换控制电路六个控制信号输出端分别接交流线路中两个双向可控硅的四个控制极和直流线路中两个单向可控硅的两个控制极。

上述装置在使用时，当需要直流切换交流，控制器首先输出信号到切换控制电路，撤销直流供电线路中的两个单向可控硅控制极电压；然后，在交流输入端电压上升转正之后，下降至与直流输入端电压相等之前，输出信号到切换控制电路，加载交流供电线路中的两个双向可控硅正向导通控制极电压；在交流输入端电压上升至与直流输入端电压相等之后，转负之前，且双向可控硅正向导通控制极电压加载之后，输出信号到切换控制电路，加载交流供电线路中的两个双向可控硅反向导通控制极电压的指令；当需要交流切换直流，控制器在交流输入端电压转正之后，转负之前，输出信号到切换控制电路，撤销交流供电线路中的两个双向可控硅正向导通控制极电压和反向导通控制极电压；在双向可控硅反向导通控制极电压撤销后，交流输入端电压转负之前，输出信号到切换控制电路，加载直流供电线路中的两个单向可控硅控制极电压的指令。

本实用新型利用可控硅接通或断开供电线路，在实现无延时的同时，又充分保证了切换系统的高安全可靠性。

在本实用新型上述装置中，每个所述双向可控硅可以由一对单向可控硅代替，一对中的两个单向可控硅相互并联且连接方向相反；即，一对中的一个单向可控硅阳极接交流电源输入端，阴极接系统输出端，另一个单向可控硅阴极接交流电源输入端，阳极接系统输出端。

由一对单向可控硅代替双向可控制硅后，前述装置演变为：

一种交直流无延时切换装置，包括：直流输入端、交流输入端、总输出端、检测控制单元；

直流输入端的正、负输入端分别通过一个单向可控硅与总输出端的第一输出端和第二输出端连接。交流输入端的第一输入端通过一对反向并联的单向可控硅连接到总输出端的第一输出端，交流输入端的第二输入端通过另一对反向并联的单向可控硅连接到总输出端的第二输出端。