[发明专利]一种三相交流换相开关及换相控制方法

说明书

本发明公开一种三相交流换相开关及换相控制方法及换相控制方法，三相交流换相开关，包括控制器以及对应A、B、C三相分别设置的可控支路，各可控支路一端分别对应连接交流A相、B相、C相线路，另一端为负荷火线连接端；各可控支路皆包括可控开关组件和可控接触器，可控开关组件串联在可控支路中，并与所述可控接触器相并联；各可控开关组件和可控接触器的控制输入端分别电连接控制器。在应用时，通过控制器控制各可控开关组件和可控接触器的通断组合，即可实现负荷从负荷连接端经不同的可控支路接入到对应的交流相线。本发明能够用于在三相负荷不平衡时实现换相，减少换相时间，保障用户负荷的供电可靠性。

技术领域

本发明涉及低压直流配电网DCDC电力电子开关拓扑及控制技术领域，特别是一种混合型三相交流换相开关及换相控制方法。

背景技术

近些年随着空调、冰箱、电磁炉等电器的快速普及和使用，低压配电台区内负荷得到了快速增容。低压配电台区内负荷多为单相负荷，电网规划最开始是将单相负荷均匀分配到 A、B、C 三相上。但由于低压配电台区的负荷不可控增容，三相上的负荷均衡被打破，低压配电台区内负荷的不平衡问题越发严重，负荷不平衡带来的不只是电能的损耗增加，更多的是在供电线路末端会产生低电压问题。推进电力电子技术在三相不平衡治理中的应用研究，开发智能换相开关、不平衡功率自动调整装置等新型治理装备，能够提升三相不平衡治理效用效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相交流换相开关及换相控制方法，能够用于在三相负荷不平衡时实现换相，减少换相时间，保障用户负荷的供电可靠性。本发明采用的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种三相交流换相开关，包括连接在负荷火线与交流三相线路之间的负荷均衡电路，还包括控制器，所述负荷均衡电路包括对应A、B、C三相分别设置的可控支路，各可控支路一端分别对应连接交流A相、B相、C相线路，另一端为负荷火线连接端；

所述各可控支路皆包括可控开关组件和可控接触器，所述可控开关组件串联在可控支路中，并与所述可控接触器相并联；

各可控开关组件和可控接触器的控制输入端分别电连接控制器。

本发明在应用时，通过控制器控制各可控开关组件和可控接触器的通断组合，即可实现负荷从负荷连接端经不同的可控支路接入到对应的交流相线。

可选的，所述可控开关组件包括反串连的两个IGBT开关管，各IGBT开关管上分别反并联二极管。反串连的IGBT开关管能够实现快速开关切换，且能够保障功率反向时的正常导通。

可选的，所述可控接触器采用交流接触器。则可控接触器可通过辅助触点将通断状态返回给控制器，具体参考现有技术。

第二方面，本发明提供基于第一方面所述的三相交流换相开关的换相控制方法，由控制器执行，包括：

S1，接收换相指令，所述换相指令包括原导通相别信息和目标相别信息；

S2，控制原导通相别对应的可控支路上的可控开关组件解锁导通，并在可控开关组件导通后，控制该可控支路上的可控接触器分闸；

S3，检测原导通相别对应的相线电压，在原导通相别对应的可控支路上的可控接触器分闸完成后，响应于原导通相别的相线电压过零点，在该电压过零点处，控制原导通相别对应的可控支路上的可控开关组件闭锁关断；

S4，检测目标相别的相线电压，在原导通相别对应的可控支路上的可控开关组件关断完成后，响应于目标相别的相线电压过零点，在该电压过零点处，控制目标相别对应的可控支路上的可控开关组件解锁导通，并在延时设定时间后控制该可控支路上的可控接触器合闸；

S5，延时设定时间，控制目标相别对应的可控支路上的可控开关组件闭锁关断。

经过步骤S1-S5，即可实现负荷从原导通相别切换至目标相别，且试验证明，能够实现快速换相，负荷停电时间仅为ms级别。

以上方案中，各设定的延时时间长度可根据可控开关组件以及可控接触件的开关属性来确定。