專利名稱：固態(tài)有載開關的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力部門采用的、通過選通不同的分接頭達到調整電壓目的的控制電力變壓器的有載開關，具體是一種采用LTT-光觸發(fā)可控硅取代切換開關和真空泡關鍵部件的、應用過零調節(jié)技術的固態(tài)有載開關。
背景技術：
目前，國內、國際上有載開關均為機械產品。也曾有人提出用可控硅之類電子元件制造開關的設想(見專利CN2342452.Y)，但由于電力電子器件的水平，光電技術落后，分離元件觸發(fā)電路及自身電源的復雜性、制約了項目的實現(xiàn)。以前的專利仍沿用過渡電阻的結構，沒有發(fā)揮電子器件快速性，沒克服對電網污染，未能有效降低成本。
本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案這樣的，即一種固態(tài)有載開關，包括選擇機構、切換機構和控制器，其中，切換機構為變壓器聯(lián)動的單數(shù)組和雙數(shù)組開關，其特征在于選擇機構由光觸發(fā)可控硅開關、電流互感器構成，其中光觸發(fā)可控硅開關的輸出端接切換機構，其輸入端通過電流互感器接控制器的模擬信號輸入口，其控制端通過光纖接控制器的數(shù)字輸出口。
參見附圖
圖中1、3--切換機構的單數(shù)組有載切換開關，2、4--為切換機構的雙數(shù)組有載切換開關，5--光纖，A--切換機構，B--選擇機構，LTT1、LTT2--光觸發(fā)可控硅，CT1、CT2--電流互感器，PLC--控制器、IC1--編碼器。
參見附圖2圖中的控制器采用信號為AF-20MR-D的可編程序控制器，其數(shù)字輸入口D/I接TRD-NA絕對值旋轉編碼器IC1、檢測選擇機構運行位置；模擬輸入口A/D1接取樣電壓即有載開關的輸出端，檢測電壓變化；模擬輸入口A/D2接電流互感器CT1，檢測電流過零同步信號；模擬輸入口A/D3接電流互感器CT1，為級間過電流保護提供檢測信號；數(shù)字輸出口D/O4輸出控制指令、通過光纖傳輸，控制LTT2通斷；數(shù)字輸出口D/O3輸出控制指令、通過光纖傳輸，控制LTT1通斷；數(shù)字輸出口D/O2輸出級間過電流保護指令，控制高壓斷路器跳閘；數(shù)字輸出口D/O1通過控制電動機D正、反轉，來控制選擇機構運動；控制器通過RS-485通信口與計算機相連、構成集散型控制系統(tǒng)。
本實用新型的工作原理參見附圖3～附圖6一、切換程序，即由分接位置2至分接位置3a.設切換前、分接開關選擇機構處于連接分接位置1-2處，LTT2導通，電流路由如圖箭頭(見附圖3)。
b.取樣電壓經模擬輸入口A/D1、接入可編程序控制器PLC，PLC根據(jù)電壓變化輸出調壓控制信號(如升壓)。
c.可編程序控制器PLC通過數(shù)字輸出口D/O1、控制動電機運轉、帶動選擇機構向下運行(見附圖4)。
d.旋轉編碼器將選擇器行程位置、通過數(shù)字輸入口D/I傳送給PLC，PLC根據(jù)選擇機構行程位置信號，通過數(shù)字輸出口D/O1控制電動機運轉，使選擇機構準確停于分接位置2-3(見附圖5)。
e.取樣電流由CT1拾取、經模擬輸入口A/D2、接入可編程序控制器PLC，PLC從取樣電流中選取電流過零同步信號，在電流過零點(0+)、控制LTT1導通、再及時控制LTT2關斷，完成切換，電流路由如圖箭頭(見附圖6)。
二、開關級間過電流保護原理如開關故障、級間斷路、則斷路電流由CT2拾取、經模擬輸入口A/D3接入可編程序控制器PLC，PLC根據(jù)電流變化判斷級間斷路，通過數(shù)字輸出口D/O1控制高壓斷路器跳閘，保護變壓器和開關。
本實用新型由于所述結構而具有如下的特點一、充分發(fā)揮器件LTT光觸發(fā)可控硅快速、長壽命的特點。
二、由于計算機在電流過零點即自然換流處、控制LTT光觸發(fā)可控硅切換，因此無環(huán)流，無燃弧、也就無需過渡電阻，也就無需切換機構，較之其它專利，三項電源每項節(jié)省一組固態(tài)器件、共省三組，僅此一點節(jié)約成本近三分之一。
三、由于固態(tài)有載開關省去了機械有載開關的快速切換機構(槍擊機構)，使體積、重量、成本大為減少。
四、由于采用電機緩起動技術，減少了起動沖擊，又由于省去快速切換機構，因而無噪聲、無振動。
五、不影響電網的品質。真空有載開關切換過渡時間長20-30ms，燃孤靠過零點自然滅孤，產生瞬變諧波，而固態(tài)原件可準確過零快速切換，無自感分量，對電網無污染。
六、由于本實用新型固態(tài)有載開關無機械振動和沖擊，且用長壽命固態(tài)原件取代易損的真空泡，這就必然提高系統(tǒng)的可靠性和壽命。
七、固態(tài)有載開關巧妙應用新材料的特性，集微電子，電力電子技術，光電科學和光機電一體化技術，易于與計算機網絡配合，實現(xiàn)自動化控制，滿足無人值守的要求；協(xié)調性、一致性強。
權利要求1.一種固態(tài)有載開關，包括選擇機構(B)、切換機構(A)和控制器(PLC)，其中，切換機構為變壓器聯(lián)動的單數(shù)組和雙數(shù)組開關，其特征是選擇機構由光觸發(fā)可控硅開關(LT1、LTT2)，電流互感器(CT1、CT2)構成，其中光觸發(fā)可控硅開關的輸出端接切換機構(A)，其輸入端通過電流互感器(CT1、CT2)接控制器PCL的模擬信號輸入口(A/D1、A/D2)，其控制端通過光纖(5)接控制器的數(shù)字輸出口(D/O3、D/O4)。
2.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)有載開關，其特征在于可編程序控制器(PCL)的數(shù)字輸入口(D/I)接編碼器、檢測選擇機構運行位置；模擬輸入口(A/D1)接取樣電壓，檢測電壓變化；模擬輸入口(A/D2)接電流互感器(CT1)，檢測電流過零同步信號；模擬輸入口(A/D3)接電流互感器(CT1)，為級間過電流保護提供檢測信號；數(shù)字輸出口(D/O4)輸出控制指令、通過光纖(5)傳輸，控制光觸發(fā)可控硅開關(LTT2)通斷；數(shù)字輸出口(D/O3)輸出控制指令、通過光纖傳輸，控制光觸發(fā)可控硅開關(LTT1)通斷；數(shù)字輸出口(D/O2)輸出級間過電流保護指令，控制高壓斷路器跳閘；數(shù)字輸出口(D/O1)，通過控制電動機正、反轉，來控制選擇機構運動。
專利摘要本實用新型涉及電力部門采用的、通過選通不同的分接頭達到調整電壓目的控制電力變壓器的固態(tài)有載開關,括選擇機構(B)、切換機構(A)和控制器(PLC),其中,切換機構為變壓器聯(lián)動的單數(shù)組和雙數(shù)組開關,其特征是:選擇機構由光觸發(fā)可控硅開關(LT1、LTT2),電流互感器(CT1、CT2)構成,其中光觸發(fā)可控硅開關的輸出端接切換機構(A),其輸入端通過電流互感器(CT1、CT2)接控制器PCL的模擬信號輸入口(A/D1、A/D2),其控制端通過光纖(5)接控制器的數(shù)字輸出口(D/03、D/04)。具有無火花、無燃弧、無干擾;體積小、重量輕、成本少;無噪聲、無振動;可靠性和壽命高等特點。
文檔編號H01H9/54GK2510974SQ0124735
公開日2002年9月11日 申請日期2001年8月20日 優(yōu)先權日2001年8月20日
發(fā)明者慕澤躍 申請人:重慶市涪陵變壓器廠