電力電子開(kāi)關(guān)器件實(shí)現(xiàn)接通和斷開(kāi)的時(shí)間在納秒數(shù)量級(jí)，對(duì)于50Hz電網(wǎng)，當(dāng)檢測(cè)開(kāi)始后，遇到第一個(gè)單相電壓差過(guò)零時(shí)刻就可以通過(guò)控制器發(fā)出合閘指令，電力電子開(kāi)關(guān)器件幾乎同一時(shí)刻就能實(shí)現(xiàn)接通。所以，三相高壓電力電子開(kāi)關(guān)組完成切換最長(zhǎng)時(shí)間不超過(guò)半個(gè)周波10ms。這樣既省略了以前復(fù)雜的快速切換判據(jù)和首次同期判據(jù)的計(jì)算，又使動(dòng)作判據(jù)條件是否滿(mǎn)足不受負(fù)載特性的影響，保證百分百實(shí)現(xiàn)電壓差首次過(guò)零分相切換。
[0031]圖5為本發(fā)明雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制方法第一實(shí)施例的流程圖，包括:
步驟11、當(dāng)為第一負(fù)荷供電的工作電源母線(xiàn)失電時(shí)，控制器發(fā)出控制指令斷開(kāi)第一母線(xiàn)斷路器；
步驟12、控制器判斷雙母線(xiàn)分相電壓差首次過(guò)零條件是否滿(mǎn)足，是則執(zhí)行步驟13，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟12 ；
步驟13、控制器發(fā)出控制指令閉合高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，實(shí)現(xiàn)備用電源母線(xiàn)對(duì)第一負(fù)荷的快速供電；
步驟14、控制器發(fā)出控制指令閉合母聯(lián)斷路器。
[0032]步驟15、控制器發(fā)出控制指令關(guān)斷高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，可避免高壓電力電子開(kāi)關(guān)組正常運(yùn)行發(fā)熱浪費(fèi)電能。
[0033]圖6為本發(fā)明雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制方法第二實(shí)施例的流程圖，包括:
步驟21、當(dāng)為第二負(fù)荷供電的備用電源母線(xiàn)失電時(shí)，控制器發(fā)出控制指令斷開(kāi)第二母線(xiàn)斷路器；
步驟22、控制器判斷雙母線(xiàn)分相電壓差首次過(guò)零條件是否滿(mǎn)足，是則執(zhí)行步驟23，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟22 ;
步驟23、控制器發(fā)出控制指令閉合高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，實(shí)現(xiàn)備用電源母線(xiàn)對(duì)第二負(fù)荷的快速供電；
步驟24、控制器發(fā)出控制指令閉合母聯(lián)斷路器。
[0034]步驟25、控制器發(fā)出控制指令關(guān)斷高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，可避免高壓電力電子開(kāi)關(guān)組正常運(yùn)行發(fā)熱浪費(fèi)電能。
[0035]圖7為本發(fā)明電壓差首次過(guò)零分相快速切換基本原理圖。三相ABC雙電源的相位差曲線(xiàn)如圖7所示，從^時(shí)刻開(kāi)始檢測(cè)，C相相位差首先達(dá)到過(guò)零點(diǎn)，然后，B相相位差達(dá)到過(guò)零點(diǎn)，A相相位差最后達(dá)到過(guò)零點(diǎn)。對(duì)于50Hz電網(wǎng)，檢測(cè)到電壓差首次過(guò)零的時(shí)間小于半個(gè)周波10ms。本發(fā)明是根據(jù)單相電壓差過(guò)零實(shí)現(xiàn)雙電源快速切換，是根據(jù)雙母線(xiàn)三個(gè)單相電壓差分別在第一次過(guò)零時(shí)刻分別切換三個(gè)高壓電力電子開(kāi)關(guān)，與傳統(tǒng)首次同期捕捉切換的概念完全不同。傳統(tǒng)首次同期捕捉切換是在雙母線(xiàn)三相電壓向量第一次相位重合時(shí)(雙母線(xiàn)三相電壓差第一次同時(shí)為零)合閘，在圖4中雙母線(xiàn)三相電壓差經(jīng)過(guò)一段時(shí)間逐漸衰減成零，即在圖4中的?2時(shí)刻滿(mǎn)足首次同期捕捉切換的條件，首次同期捕捉切換時(shí)間?3=?2-Α，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，一般首次同期捕捉切換時(shí)間?3約為600?650 ms。由于高壓電力電子開(kāi)關(guān)器件實(shí)現(xiàn)接通和斷開(kāi)的時(shí)間在納秒數(shù)量級(jí)，當(dāng)檢測(cè)開(kāi)始后，遇到電壓差過(guò)零時(shí)刻就可以通過(guò)控制器發(fā)出合閘指令，電力電子開(kāi)關(guān)器件幾乎在同一時(shí)刻就能實(shí)現(xiàn)接通，所以，在圖4中C相首先合閘，C相切換時(shí)間約為2 ms, B相稍后合閘，B相切換時(shí)間約為5 ms，A相最后合閘，A相切換時(shí)間&約為8ms。由此可見(jiàn)，無(wú)論何時(shí)開(kāi)始檢測(cè)，檢測(cè)到相電壓差過(guò)零合閘所需時(shí)間最大值小于10 ms。所以，對(duì)于50Hz電網(wǎng)，三相高壓電力電子開(kāi)關(guān)組完成切換最長(zhǎng)時(shí)間不超過(guò)半個(gè)周波1ms0
[0036]本發(fā)明雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置中的高壓電力電子開(kāi)關(guān)組所采用的電力電子開(kāi)關(guān)指的是半控型器件(如可控硅SCR等)和全控型器件(如IGBT,MOSFET和MCR 等)。
[0037]在本實(shí)施例中，所述正向電力電子開(kāi)關(guān)組為正向耐高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，且其由N個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)管(如IGBT等)按順序串聯(lián)組成；所述反向電力電子開(kāi)關(guān)組為負(fù)向耐高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，且其由N個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)管(如IGBT等)按順序串聯(lián)組成。
[0038]本發(fā)明雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制方法是采用前述本發(fā)明雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置實(shí)現(xiàn)的一種雙電源快速切換方法，相關(guān)內(nèi)容已在前述技術(shù)方案中詳細(xì)介紹，這里不再贅述。
[0039]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置，包括控制母聯(lián)斷路器連接第一母線(xiàn)和第二母線(xiàn)的控制器，其特征在于，所述控制器還與用于雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換的高壓電力電子開(kāi)關(guān)組連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置，其特征在于，所述控制器包括第一電流互感器接線(xiàn)、第一電壓互感器接線(xiàn)、第一斷路器控制接線(xiàn)、第一母線(xiàn)電壓互感器接線(xiàn)、第二電流互感器接線(xiàn)、第二電壓互感器接線(xiàn)、第二斷路器控制接線(xiàn)、第二母線(xiàn)電壓互感器接線(xiàn)和母聯(lián)斷路器控制接線(xiàn)，所述第一電流互感器接線(xiàn)與第一電流互感器連接，所述第一電流互感器接線(xiàn)與第一電流互感器連接，所述第一斷路器控制接線(xiàn)與第一母線(xiàn)斷路器連接，所述第一電流互感器和第一母線(xiàn)斷路器依次串接在工作電源母線(xiàn)上，所述第一電壓互感器接線(xiàn)與第一電壓互感器連接，所述第一母線(xiàn)電壓互感器接線(xiàn)與第一母線(xiàn)電壓互感器連接；所述第二電流互感器接線(xiàn)與第二電流互感器連接，所述第二斷路器控制接線(xiàn)與第二母線(xiàn)斷路器連接，所述第二電流互感器和第二母線(xiàn)斷路器依次串接在備用電源母線(xiàn)上，所述第二電流互感器接線(xiàn)與第二電壓互感器連接，所述第二母線(xiàn)電壓互感器接線(xiàn)與第二母線(xiàn)電壓互感器連接；所述母聯(lián)斷路器控制接線(xiàn)與母聯(lián)斷路器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置，其特征在于，所述控制器包括與所述高壓電力電子開(kāi)關(guān)組中的第一母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)接線(xiàn)和第二母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)接線(xiàn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置，其特征在于，所述高壓電力電子開(kāi)關(guān)組包括第一母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)和第二母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)，所述第一母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)的一端與第一母線(xiàn)連接，另一端與第二母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)連接，控制端與控制器的第一母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)接線(xiàn)連接；所述第二母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)的一端與第二母線(xiàn)連接，另一端與第一母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)連接，控制端與控制器的第二母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)接線(xiàn)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置，其特征在于，所述第一母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)為正向電力電子開(kāi)關(guān)組，第二母線(xiàn)快速開(kāi)關(guān)為反向電力電子開(kāi)關(guān)組。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置，其特征在于:所述正向電力電子開(kāi)關(guān)組為正向耐高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，且其由N個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)管按順序串聯(lián)組成。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置，其特征在于:所述反向電力電子開(kāi)關(guān)組為負(fù)向耐高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，且其由N個(gè)電力電子開(kāi)關(guān)管按順序串聯(lián)組成。8.一種采用權(quán)利要求1?7中任一權(quán)利要求所述雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置的雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制方法，其特征在于，包括: 步驟11、當(dāng)為第一負(fù)荷供電的工作電源母線(xiàn)失電時(shí)，控制器發(fā)出控制指令斷開(kāi)第一母線(xiàn)斷路器； 步驟12、控制器判斷雙母線(xiàn)分相電壓差首次過(guò)零條件是否滿(mǎn)足，是則執(zhí)行步驟13，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟12 ； 步驟13、控制器發(fā)出控制指令閉合高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，實(shí)現(xiàn)備用電源母線(xiàn)對(duì)第一負(fù)荷的快速供電； 步驟14、控制器發(fā)出控制指令閉合母聯(lián)斷路器； 步驟15、控制器發(fā)出控制指令關(guān)斷高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，可避免高壓電力電子開(kāi)關(guān)組正常運(yùn)行發(fā)熱浪費(fèi)電能。9.一種采用權(quán)利要求1?7中任一權(quán)利要求所述雙電源快速切換控制裝置的雙電源快速切換控制方法，其特征在于，包括: 步驟21、當(dāng)為第二負(fù)荷供電的備用電源母線(xiàn)失電時(shí)，控制器發(fā)出控制指令斷開(kāi)第二母線(xiàn)斷路器； 步驟22、控制器判斷雙母線(xiàn)分相電壓差首次過(guò)零條件是否滿(mǎn)足，是則執(zhí)行步驟23，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟22 ; 步驟23、控制器發(fā)出控制指令閉合高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，實(shí)現(xiàn)備用電源母線(xiàn)對(duì)第二負(fù)荷的快速供電； 步驟24、控制器發(fā)出控制指令閉合母聯(lián)斷路器； 步驟25、控制器發(fā)出控制指令關(guān)斷高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，可避免高壓電力電子開(kāi)關(guān)組正常運(yùn)行發(fā)熱浪費(fèi)電能。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種雙電源電壓差首次過(guò)零分相切換控制裝置和方法。該裝置，包括控制母聯(lián)斷路器連接第一母線(xiàn)和第二母線(xiàn)的控制器和高壓電力電子開(kāi)關(guān)組，當(dāng)工作電源故障掉電后，采用高壓電力電子開(kāi)關(guān)組控制在雙母線(xiàn)分相電壓差首次過(guò)零導(dǎo)通，投入備用電源，然后控制母聯(lián)斷路器合閘，最后控制高壓電力電子開(kāi)關(guān)組在母線(xiàn)分相電壓過(guò)零關(guān)斷。這樣既省略了以前復(fù)雜的快速切換判據(jù)和首次同期判據(jù)的計(jì)算，又使動(dòng)作判據(jù)條件是否滿(mǎn)足不受負(fù)載特性的影響，保證百分百實(shí)現(xiàn)電壓差首次過(guò)零分相切換，提高了雙電源供電系統(tǒng)的切換速度。
【IPC分類(lèi)】H02J9/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104967210
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510335106
【發(fā)明人】梁志珊, 夏鵬程
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年6月17日