[发明专利]基于LC振荡强迫换流型机械式开关、装置、及控制方法

说明书

本发明提出了一种基于LC振荡强迫换流型机械式自动切换开关电路、装置及其控制方法，所述开关电路包括机械开关支路、LC振荡支路、固态开关支路和能量吸收支路；所述机械开关支路、所述LC振荡支路、所述固态开关支路和所述能量吸收支路以并联方式连接；其中，所述LC振荡支路包括间隙开关、LC振荡电路。本发明的基于LC振荡强迫换流型机械式自动切换开关电路、装置及其控制方具有高可靠、低损耗、快速切换的特点。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于LC振荡强迫换流型机械式切换开关装置、系统及其控制方法。

背景技术

现代电力系统的用电负荷发生了巨大变化，一方面造成影响电能质量问题的因素不断增长，如大量非线性负荷、大型冲击性用电设备的投入等；另一方面，各种复杂、精密、对电能质量敏感的用电设备也不断增加，如精密实验仪器、某些新型医疗器械、半导体制造业及某些生产自动控制系统等。对电能质量的要求越高，电能质量问题对电网和用电系统造成的直接危害及对人类生产和生活造成的损失就越大。

现在，为解决电压跌落故障，普遍采用在重要场合装设不间断电源、机械切换开关的备自投、装备自备发电机等措施。但是，这些方法存在成本高，效率低，速度慢、容量小等缺点，无法保证高质量电能供给。解决电压突降，提高供电水平的最可靠经济的途径之一则是采用自动转换开关。

这种自动转换开关能实现将负载电路从一个电源自动转接至另一个电源的开关电器，以确保负荷的持续运行。但是这种双电源切换开关仍然存在切换速度慢、可控性差的问题。为此，有研究人员提出了一种混合自动转换开关(HATS，Hybrid Automatic TransferSwitching)。如图1所示，其采用了固态开关IGBT与主机械开关并联的结构，其由IGBT和整流桥组成固态开关换流电路，在机械开关动作前动作，提高了混合式开关的动作速度，并限制了电弧的产生。但是这种电路的可靠性仍然较低，而且功耗大、切换速度慢。

目前，研究得较多的高压强流开关主要有气体间隙开关、半导体开关和触发真空开关。其中，气体间隙开关简便易行，通流容量大，但其欠压比(可靠触发导通电压与自击穿电压之比)太高，即工作电压范围窄，一般仅为85％～100％自击穿电压，使用很不方便。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于LC振荡强迫换流型机械式自动切换开关电路、装置及其控制方法。

本发明提供了一种基于LC振荡强迫换流型机械式开关电路，其特征在于，

所述开关电路包括机械开关支路、LC振荡支路、固态开关支路和能量吸收支路；

所述机械开关支路、所述LC振荡支路、所述固态开关支路和所述能量吸收支路以并联方式连接；其中，

所述LC振荡支路包括间隙开关、LC振荡电路。

进一步地，所述LC振荡电路包括串联的电感和电容，所述LC振荡电路与所述间隙开关串联。

进一步地，所述开关装置还包括能量吸收支路。

进一步地，所述能量吸收支路与所述机械开关支路并联。

进一步地，所述能量吸收支路包括避雷吸收系统。

进一步地，所述固态支路包括一个固态开关或多个串联的固态开关。

本发明还提供了一种开关电路控制方法，应用于如上任一所述的开关电路中，其特征在于，

控制所述机械开关支路中的机械开关分闸，触发导通所述间隙开关支路中的间隙开关，在预定时间内再断开所述间隙开关。

进一步地，所述控制所述机械开关支路中的机械开关分闸后，经过一个预先设定的延时后，再触发所述间隙开关支路中的间隙开关导通，和/或