[发明专利]一种用于高压电容投切的复合开关及其工作方法

摘要

本发明涉及一种用于高压电容投切的新型复合开关及其工作方法，该复合开关包括复合开关控制系统，二极管串以及机械开关；A、C两相具有两个机械开关：主开关和辅助开关，其中的主开关并联有一二极管串，B相则仅有一个辅助机械开关起隔离作用；所述复合开关控制系统，包括电压、电流检测电路，机械开关驱动电路，操动机构储能电容充电控制电路，复合开关状态显示电路以及数字控制系统。本发明可以实现复合开关的电压零点开通和电流零点关断，消除投切过程中的合闸涌流和分闸过电压，还可以实现机械开关的无弧操作；同时采用二极管串来代替晶闸管串，与传统的复合开关相比，它不需要复杂的触发电路，也不存在因雷击等过电压误导通而损坏的问题。

主权项

1.一种用于高压电容投切的复合开关的工作方法，所述用于高压电容投切的复合开关包括复合开关控制系统、机械开关；所述复合开关控制系统接机械开关；所述机械开关包括A相主开关、C相主开关、A相辅助开关、C相辅助开关、B辅助机械开关；所述A相主开关一端与A相电连接，另一端与A相辅助开关一端连接；A相辅助开关另一端接负载电容；所述C相主开关一端与C相电连接，另一端与C相辅助开关一端连接；C相辅助开关另一端接负载电容；所述B辅助机械开关一端与B相电连接，另一端与负载电容连接；A相主开关、C相主开关、A相辅助开关、C相辅助开关、B辅助机械开关的控制端分别与复合开关控制系统连接；所述A相辅助开关、C相辅助开关分别并联一二极管串；其特征在于：包括以下步骤：S1合闸阶段：接收到合闸指令后，数字控制系统开始对合闸电容进行充电，并对合闸电容的充电时间进行检测，根据充电时间判断是进入合闸程序还是进入故障报警程序；进入合闸程序后，数字控制系统通过电压互感器和信号调理电路对B相电压过零点和频率进行检测，当检测到电压过零点后，立即闭合B辅助机械开关；延时时间t1后闭合C相主开关，C相主开关在t_k2.1时间内可靠闭合；再延时时间t2后闭合C相辅助开关，C相辅助开关在t_k2.2时间内可靠闭合；再延时时间t3后闭合A相主开关，A相主开关在t_k3.1时间内可靠闭合；最后再延时时间t4后闭合A相辅助开关，A相辅助开关在t_k3.2时间内可靠闭合；S2分闸阶段：接收到分闸指令后，数字控制系统开始对分闸电容进行充电，并对分闸电容的充电时间进行检测，根据充电时间判断是进入分闸程序还是进入故障报警程序；进入分闸程序后，数字控制系统通过电流互感器和信号调理电路对B相电流过零点和频率进行检测，当检测到电流过零点后，延时时间t5，断开A相辅助开关，使A相支路的负荷电流转移到与A相辅助开关并联的二极管串上，A相辅助开关在tt_k3.2时间内分断；再延时时间t6，断开A相主开关，A相主开关在tt_k3.1时间内分断；再延时时间t7，断开C相辅助开关；C相辅助开关在tt_k2.2时间内分断；再延时时间t8，断开C相主开关，C相主开关在tt_k2.1时间内分断；再延时时间t9，断开B辅助机械开关；所述机械开关均为真空机械开关，其操动机构为永磁操动机构或涡流斥力机构；所述的复合开关控制系统包括电压互感器、电流互感器、信号调理电路、数字控制系统、5个真空机械开关合闸驱动电路、5个真空机械开关分闸驱动电路、5个真空开关电磁操动机构的线圈、复合开关状态显示电路以及机械开关操动机构储能电容充电控制电路；所述电压互感器和信号调理电路用于电压零点和频率的检测，并传递给数字控制系统；所述信号调理电路输入分别与电压互感器、电流互感器连接；信号调理电路输出接数字控制系统输入；所述数字控制系统输出分别接5个真空机械开关合闸驱动电路、5个真空机械开关分闸驱动电路、复合开关状态显示电路以及机械开关操动机构储能电容充电控制电路；所述电流互感器和信号调理电路用于电流零点和频率的检测，并传递给数字控制系统；所述复合开关状态显示电路主要用于对复合开关工作状态的监视以及提供相应的故障报警和故障信息；由于真空机械开关的电磁操作机构的合闸时间和分闸时间受其储能电容的初始电压影响，为了减小机械开关动作的分散性，引入储能电容充电控制电路，以保证储能电容初始电压的稳定。