一种三相静态交流转换开关.pdf

一种三相静态转换开关 在很多重要场合，负载的用电可靠性十分重要。为了提高负载的用电可靠性，一般供电 系统都采用双电源供电，如双路市电、一路市电加一路UPS。然而更加可靠的方法是采用双 UPS 供电，如很多厂矿企业计算机系统、综合商业IDC机房、银行的营业网点、电信、移动、 电 力系统中很多重要负载等都采用这种供电方法。对于双电源而言，如何安全、快速、有效地 切换直接影响负载的用电可靠性，尤其是很多设备可接受的停电时间极其苛刻，现有的方法 就是在负载侧加装ATS，STS双电源开关，但是市面上要求停电时间不能超过 10ms，有的甚 至要求5ms，面对这种要求，普通的ATS等机械触点是无法担当此任的，对于输入端电压的 过载能力，可靠性以及输入过、欠压，输出过、欠压，过温、过载等保护功能是远远不够的。 南京国高电气自动化有限公司综合多年电力切换的现场经验打造出GSS系列静态开关，该系 列分为单相和三相系统。如下图1 图1 该静态切换开关能够对主、备交流电网的供电品质进行动态跟踪，在常用电源出现晃电、 停电、低电压过电压等情况时，静态切换开关切换备用电源到负载，整个切换过程静态，切 换速度快，当检测到系统关键元件或者IGBT 出现故障时自动投切到旁路，并报警。 1.通过改变过去设计思路只进行IGBT控制切换或者不考虑IGBT损坏时系统运行方式、 用静态切换的电源保障的立体思维构建系统，用较成熟的硬件搭配优化的控制软件实现较高 的技术指标 2.失压检测采用软件硬件结合，使得电压的合格阈值和不合格阈值都能得到快速和精准 的保障，与传统的检测手段相比，具有较大提升，系统造价成本低廉，非常适合工频环境对 交流信号的快速精准识别。 3.智能切换控制模块，结合IGBT控制模块对IGBT 的导通控制，对输入输出的参数进行 动态采集，硬件可靠，失效措施完整，软件通过多种工作模型的架构，对系统状态进行自动 识别和控制，切换前识别，切换控制后闭环跟踪，系统实时性好，稳定性高。 4.冗余的旁路控制技术，系统的可靠性往往体现在失效措施上，本开关具有强大的诊断 功能，通过对回路的快速诊断，尤其是IGBT关不掉，或者合不上的时候，及时采用旁路系统 进行系统可靠供电，大大提高系统的可靠性。 以双电源快速切换的需求为出发点，针对需求侧的行业标准进行重构设计，具有系统智 能化程度高，系统兼容性强，产品稳定性强，以及能有效的对输入电压进行快速掉电检测， 快速切换，并可对输入电压的过压欠压，对输出的过压，欠压，过温，过载进行保护，适用 于一市电一UPS，两市电，两路UPS等多种系统场合，同时对于产品有体积小，安装灵活， 长期可靠等优势，对于维护环保方面具有很高的价值。 本三相静态切换开关目的是通过以下系统模块实现的： 一种交流柔性切换柜，该切换柜分为A失压快速检测，B智能投切控制，以及C 大功率 IGBT智能控制几个部分，其特征在于： A,电压快速检测，通过软件采集交流电压，计算正常电压，同时采用交流硬件比较器， 对交流信号进行追踪，当交流信号低于预设门槛时，交流硬件比较器触发系统进行软件比对， 通过硬件的触发加速失压识别，比只通过软件采集计算要快的多，正常的失压可以在2毫秒 左右进行识别，正确识别后，将识别结果通知到智能投切控制模块。 B,智能投切控制模块，记录主电、备用电源的工作参数，形成当前工况状态，故障旁路 等，其原理A模块进行交流采集和失压信号提取，控制C 区IGBT进行关断和打开，诊断出 IGBT故障时自动起用旁路导通，并发设备异常信号。 C,IGBT智能控制模块，用来接收智能投切控制模块的命令，完成可靠的开关切换，把模 块工作状态及时反馈给投切控制模块，当模块出现异常时，及时通知智能投切控制模块。 工作过程如下：见下图2 1、正常供电时常用电和备用电都在合格的电源范围，K1\K2\Q1\K5闭合，Q2\K3\K4断开， 由常用电对负载进行供电，当常用电出现过压、欠压、过频、欠频时，而备用电正常时，电 压快速检测模块对电源进行快速识别，跳开Q1合上Q2，然后延时跳开K1，完成一次正确的 投切控制。其中对Q1和Q2的控制有IGBT智能控制模块配合投切控制模块完成。 2、当正常供电电源恢复后，经可靠的延时，主控模块B发出分Q2合Q1的命令，完成供 电的自动恢复。 3、当检测到Q1或者Q2任何的故障，切换控制模块起动旁路回路