一種快速開關控制裝置製造方法
2023-07-05 11:40:31
一種快速開關控制裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種快速開關控制裝置，所述裝置包括機箱；所述機箱內後部平行其設置一塊連接背板；所述連接背板上由左至右依次設置光入光出面板、控制面板、觸發麵板、晶閘管面板和電源面板；所述光入光出面板、控制面板、觸發麵板、晶閘管面板和電源面板分別設有與各自垂直連接並通過所述連接背板相互電氣連接的光入光出板、控制板、觸發板、晶閘管板和電源板。該裝置的結構緊更加湊，可以整體更換或對部分模塊進行更換，大大提升了用電負荷的供電可靠性。
【專利說明】一種快速開關控制裝置
【技術領域】:
[0001 ] 本發明涉及一種控制裝置，更具體涉及一種快速開關控制裝置。
【背景技術】:
[0002]SSTS (智能固態切換開關)是一種應用於配電網中並通過實時監視敏感負荷的電能質量，在敏感負荷的電壓閃變、瞬低、中斷等情況發生時，能夠快速將敏感負荷的電源供應由一路電源向另一路電源的轉換智能型開關裝置。SSTS (智能固態切換開關)採用晶閘管和快速開關並聯運行的方式。在電源接入時，同步觸發晶閘管與快速開關合閘迴路，利用晶閘管導通時間短的特點快速地將電源接入，在開關完全閉合後，然後再關斷晶閘管，實現負荷電流無衝擊地從晶閘管轉移到開關上；在電源切除時，也是同時觸發晶閘管與開關的分閘迴路，快速在斷開時，電流流過晶閘管，實現快速開關在電流過零點關斷。在快速開關分合時，不拉弧，大大延長了接觸器壽命，並可頻繁投切。
[0003]目前，電力系統常用的無間斷、高質量電源接入方式包括UPS(無間斷供電電源)、DVR (動態電壓恢復器)以及SSTS (智能固態切換開關)。在低壓小容量配電系統中這三種接入方式都有著較為普遍的應用，並都有各自的優缺點。但在大容量或IOkV以上的配電系統中，與SSTS相比較其他兩種設備有著下面幾個明顯的缺點:一是造價高、損耗大、維護複雜，UPS的電池系統如果要滿足大容量輸出要求，需要大數量的電池來支撐，然而電池系統又需要定時維護保養，並經過一定時間後需要更換；二是結構複雜、可靠性相對較低，應用於IOkV系統中UPS和DVR，由器件的電壓等級限制，往往需要多器件的串並聯使用，然而多串並聯的器件應用往往伴隨著其他均流、均壓等冗餘電路設計和驅動電路的大功率與同一性等嚴苛要求。從而大大增加了設備本身的故障發生機率。
[0004]快速開關作為SSTS設備中一個非常關鍵的組成部分，在很大程度上決定著整套設備的技術參數水平和運行性能。然而，作為快速開關的核心部分——控制器，則是決定快速開關性能水平的關鍵部分。所以，從某種意義上說，一個性能優良的快速開關控制，是SSTS整體性能能夠充分發揮的基礎。
【發明內容】
:
[0005]本發明的目的是提供一種快速開關控制裝置，該裝置的結構緊更加湊，可以整體更換或對部分模塊進行更換，大大提升了用電負荷的供電可靠性。
[0006]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案:一種快速開關控制裝置，所述裝置包括機箱；所述機箱內後部平行其設置一塊連接背板；所述連接背板上由左至右依次設置光入光出面板、控制面板、觸發麵板、晶閘管面板和電源面板；所述光入光出面板、控制面板、觸發麵板、晶閘管面板和電源面板分別設有與各自垂直連接並通過所述連接背板相互電氣連接的光入光出板、控制板、觸發板、晶閘管板和電源板。
[0007]本發明提供的一種快速開關控制裝置，所述光入光出板、控制板、觸發板、晶閘管板和電源板分別通過導軌與連接背板的96針鳳凰端子母頭相連接；所述連接背板設有的每個96針鳳凰端子的每一針腳與其上設有的面板一一對應電氣接線。
[0008]本發明提供的一種快速開關控制裝置，所述光入光出板通過光纖與智能固態切換開關的主控制器的閥基電子單元相連；所述光入光出板由上至下分別排列著合閘命令接收光纖頭、分閘命令接收光纖頭、回報信號發射光纖頭、開關合位置信號發射光纖頭、分位置信號發射光纖頭、快速開關分電信號輸入端子和快速開關合位電信號輸入端子。
[0009]本發明提供的另一優選的一種快速開關控制裝置，所述合閘命令接收光纖頭和分閘命令接收光纖頭在收到合分閘命令時，將合分閘命令的光信號轉換成電信號傳輸給所述控制板；在空閒狀態時所述所述合閘命令接收光纖頭和分閘命令接收光纖頭則接受快速開關狀態巡檢信號；所述回報信號發射光纖頭將所述開關巡檢信號的處理結果信號發送給所述主控制器的閥基電子單元；所述開關合位置信號發射光纖頭、分位置信號發射光纖頭將快速開關的合、分狀態發送給主控制器；所述快速開關分電信號輸入端子和快速開關合位電信號輸入端子分別與快速開關本體連接，將快速開關的位置態傳輸給快速開關控制。
[0010]本發明提供的再一優選的一種快速開關控制裝置，所述觸發板設有一個12針的鳳凰端子插座；所述插座由上至下依次設有的各針分別連接的點為分閘電容電源的正極、分閘電容電源的負極、合閘電容電源的正極、合閘電容電源的負極、合閘允許信號的正極、合閘允許信號的負極、合閘充電節點1、合閘充電節點2、分閘充電節點I和分閘充電節點2。
[0011]本發明提供的又一優選的一種快速開關控制裝置，所述分閘電容電源的正極、分閘電容電源的負極、合閘電容電源的正極和合閘電容電源的負極通過所述觸發板決定是否對分合閘電容進行充電；所述合閘允許信號的正極和合閘允許信號的負極通過所述觸發板決定是否將合閘允許信號傳輸給快速開關控制；當分合閘充電完成後，所述合閘充電節點
1、合閘充電節點2、分閘充電節點I和分閘充電節點2間的電位置位表示分合閘充電完成。
[0012]本發明提供的又一優選的一種快速開關控制裝置，所述電源板上由上至下依次設有9個針扣；最上面兩個所述針口為2針的鳳凰端子插座，接入220V直流電源；剩餘所述7個針口為7針鳳凰端子插座，所述7個針扣由上至下分別為開關電源+220V電源輸入端、-220V電源輸入端、+24V電壓正負輸出端、-24V電壓正負輸出端、12V正輸出端、12V/5V共地輸出端和5V正輸出端並分別與所述電源板裡面設有的的開關電源端子一一對應連接。
[0013]本發明提供的又一優選的一種快速開關控制裝置，所述控制板檢測快速開關的分合閘電容充電電壓是否在合理範圍內，並隨時給所述電容充電或者切斷充電迴路以保證電容充電電壓過高；在收到關分合閘信號後進行防抖，確定是分合閘命令後發出觸發信號，觸發晶閘管板連通分合閘迴路並使開關動作；同時關閉儲能電容充電迴路，使電容放電時不再充電；當電流放完之後，晶閘管自動截止，關閉分合閘迴路；等開關分合閘到位之後，重新開始對電容充電，並恢復檢測功能。
[0014]本發明提供的又一優選的一種快速開關控制裝置，所述晶閘管板上設有的晶閘管通過導線與充放電所述電容相連並通過導線串聯在分合閘迴路當中。
[0015]本發明提供的又一優選的一種所述主控制器包括調節單元和閥基電子單元，所述調節單元包括調節單元電源板、DSP板、輸入輸出板、液晶板和人機操作按鈕；所述閥基電子單元包括閥基電子單元電源板、觸發邏輯板、回報板、觸發信號輸出板、晶閘管工作狀態LED顯示面板、工作狀態扳手和分合扳手:所述主控制器在其電壓過零點產生控制脈衝信號並通過光纖傳給所述觸發板觸發晶閘管並控制分合閘迴路與晶閘管閥串並聯的真空接觸器。
[0016]本發明提供的又一優選的一種
[0017]和最接近的現有技術比，本發明提供技術方案具有以下優異效果
[0018]1、本發明的技術方案提高快速開關控制的性能，同時增強快速開關控制在實際運行時維修與保養的方便與快捷；
[0019]2、本發明的裝置通過採用數位化處理為核心，提高了快速開關控制的控制靈活性，以適應不同用戶的不同性能要求，同時配合局部的模擬電路，來實現對快速開關的狀態監控與操作；
[0020]3、本發明對快速開關控制裝置採用模塊化設計，根據性能將控制器分為不同的電路板模塊，最後將各個模塊集成於一個鋁製機箱中；
[0021]4、本發明從整體結構的角度來看不僅使快速開關控制的結構緊更加湊，所佔體積小，外部接線少，而且由於採用的是模塊化設計，所以便於維護檢修人員對快速開關控制其整體更換或對部分模塊進行更換；
[0022]5、本發明的裝置可以縮短了設備停電維修時間，大大提升了用電負荷的供電可靠性；
[0023]6、本發明的裝置應用於高壓斷路器裝置內，機箱殼體內晶閘管板下方開口，使晶閘管板上晶閘管可以直接串聯於分合閘迴路，並增加了散熱面積，減少了由於分合閘時短時大電流帶來的熱量散發不出去，導致機箱整體發熱；
[0024]7、對快速開關狀態實現了實時監控，避免了在快速開關在不正常狀態下的錯誤操作，延長了快速開關的操作壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為本發明快速開關控制裝置主視圖；
[0026]圖2為本發明的連接背板印刷電路板結構示意圖；
[0027]圖3為本發明的光入光出板主視圖；
[0028]圖4為本發明的觸發板主視圖；
[0029]圖5為本發明的電源板主視圖；
[0030]圖6為本發明快速開關控制裝置立體圖；
[0031]圖7為本發明快速開關控制原理圖；
[0032]其中，1-控制邏輯板，電源板，背板和光輸入輸出板，2-儲能電容充電電源，3-觸發板，4-分合閘電容,5-晶閘管板,6-分合閘線圈。
【具體實施方式】
[0033]下面結合實施例對發明作進一步的詳細說明。
[0034]實施例1:
[0035]如圖1-7所示，本例的發明快速開關控制裝置安裝在快速開關櫃內，包括機箱；所述機箱內後部平行其設置一塊連接背板；所述連接背板上由左至右依次設置光入光出面板、控制面板、觸發麵板、晶閘管面板和電源面板；所述光入光出面板、控制面板、觸發麵板、晶閘管面板和電源面板分別設有與各自垂直連接並通過所述連接背板相互電氣連接的光入光出板、控制板、觸發板、晶閘管板和電源板。
[0036]所述光入光出板、控制板、觸發板、晶閘管板和電源板分別通過導軌與連接背板的96針鳳凰端子母頭相連接；根據對應位置的連接背板厚度分配各個板間距離，所述連接背板設有的每個96針鳳凰端子的每一針腳與其上設有的面板一一對應電氣接線。
[0037]所述快速開關控制裝置與外部其他設備的連接則通過機箱前面部的接口來進行，所述光入光出板前端出口通過光纖與智能固態切換開關的主控制器的閥基電子單元相連；所述光入光出板由上至下分別排列著合閘命令接收光纖頭、分閘命令接收光纖頭、回報信號發射光纖頭、開關合位置信號發射光纖頭、分位置信號發射光纖頭、快速開關分電信號輸入端子和快速開關合位電信號輸入端子。
[0038]所述合閘命令接收光纖頭和分閘命令接收光纖頭在收到合分閘命令時，將合分閘命令的光信號轉換成電信號傳輸給所述控制板；在空閒狀態時所述所述合閘命令接收光纖頭和分閘命令接收光纖頭則接受快速開關狀態巡檢信號；所述回報信號發射光纖頭將所述開關巡檢信號的處理結果信號發送給所述主控制器的閥基電子單元；所述開關合位置信號發射光纖頭、分位置信號發射光纖頭將快速開關的合、分狀態發送給主控制器；所述快速開關分電信號輸入端子和快速開關合位電信號輸入端子分別與快速開關本體連接，將快速開關的位置態傳輸給快速開關控制。
[0039]所述觸發板設有一個12針的鳳凰端子插座；所述插座由上至下依次設有的各針分別連接的點為分閘電容電源的正極、分閘電容電源的負極、合閘電容電源的正極、合閘電容電源的負極、合閘允許信號的正極、合閘允許信號的負極、合閘充電節點1、合閘充電節點
2、分閘充電節點I和分閘充電節點2 ;以實現對分合閘電源的監視與操作。
[0040]所述分閘電容電源的正極、分閘電容電源的負極、合閘電容電源的正極和合閘電容電源的負極通過所述觸發板決定是否對分合閘電容進行充電；所述合閘允許信號的正極和合閘允許信號的負極通過所述觸發板內部電路工作決定是否將合閘允許信號傳輸給快速開關控制；當分合閘充電完成後，所述合閘充電節點1、合閘充電節點2、分閘充電節點I和分閘充電節點2間的電位置位表示分合閘充電完成。
[0041]所述電源板的前端則是外部電源輸入接口，實現對整個機箱的可靠電源供應，將外部的220V直流電源轉換成快速開關控制所需要的各種電壓等級的直流電源。；所述電源板上由上至下依次設有9個針扣；最上面兩個所述針口為2針的鳳凰端子插座，接入220V直流電源；剩餘所述7個針口為7針鳳凰端子插座，所述7個針扣由上至下分別為開關電源+220V電源輸入端、-220V電源輸入端、+24V電壓正負輸出端、-24V電壓正負輸出端、12V正輸出端、12V/5V共地輸出端和5V正輸出端並分別與所述電源板裡面設有的的開關電源端子一一對應連接。
[0042]所述控制板檢測快速開關的分合閘電容充電電壓是否在合理範圍內，並隨時給所述電容充電或者切斷充電迴路以保證電容充電電壓過高；在收到關分合閘信號後進行防抖，確定是分合閘命令後發出觸發信號，觸發晶閘管板連通分合閘迴路並使開關動作；同時關閉儲能電容充電迴路，使電容放電時不再充電；當電流放完之後，晶閘管自動截止，關閉分合閘迴路；等開關分合閘到位之後，重新開始對電容充電，並恢復檢測功能。
[0043]所述晶閘管板上設有的晶閘管通過導線與充放電所述電容相連並通過導線串聯在分合閘迴路當中。
[0044]所述主控制器包括調節單元和閥基電子單元，所述調節單元包括調節單元電源板、DSP板、輸入輸出板、液晶板和人機操作按鈕；所述閥基電子單元包括閥基電子單元電源板、觸發邏輯板、回報板、觸發信號輸出板、晶閘管工作狀態LED顯示面板、工作狀態扳手和分合扳手:所述主控制器在其電壓過零點產生控制脈衝信號並通過光纖傳給所述觸發板觸發晶閘管並控制分合閘迴路與晶閘管閥串並聯的真空接觸器。
[0045]所述快速開關控制裝置分別與儲能電容，儲能電容充電電源2，晶閘管以及分合閘線圈相連，快速開關控制裝置其控制儲能電容充電電源2給儲能電容充電，如果電容電壓達到事先設計範圍上限則斷開儲能迴路，低於設計範圍下限則接通儲能迴路繼續充電，如果通過光纖或者外部進來的電信號接收到分合開關的指令，斷開儲能電容的充電迴路，並導通晶閘管接通分合閘迴路，使電容放電給分合閘迴路進行分合閘。分合閘結束後，重新給儲能電容充電。
[0046]最後應該說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發明精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本權利要求範圍當中。
【權利要求】
1.一種快速開關控制裝置，所述裝置包括機箱；其特徵在於:所述機箱內後部平行其設置一塊連接背板；所述連接背板上由左至右依次設置光入光出面板、控制面板、觸發麵板、晶閘管面板和電源面板；所述光入光出面板、控制面板、觸發麵板、晶閘管面板和電源面板分別設有與各自垂直連接並通過所述連接背板相互電氣連接的光入光出板、控制板、觸發板、晶閘管板和電源板。
2.如權利要求1所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述光入光出板、控制板、觸發板、晶閘管板和電源板分別通過導軌與連接背板的96針鳳凰端子母頭相連接；所述連接背板設有的每個96針鳳凰端子的每一針腳與其上設有的面板一一對應電氣接線。
3.如權利要求1或2所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述光入光出板通過光纖與智能固態切換開關的主控制器的閥基電子單元相連；所述光入光出板由上至下分別排列著合閘命令接收光纖頭、分閘命令接收光纖頭、回報信號發射光纖頭、開關合位置信號發射光纖頭、分位置信號發射光纖頭、快速開關分電信號輸入端子和快速開關合位電信號輸入端子。
4.如權利要求3所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述合閘命令接收光纖頭和分閘命令接收光纖頭在收到合分閘命令時，將合分閘命令的光信號轉換成電信號傳輸給所述控制板；在空閒狀態時所述所述合閘命令接收光纖頭和分閘命令接收光纖頭則接受快速開關狀態巡檢信號；所述回報信號發射光纖頭將所述開關巡檢信號的處理結果信號發送給所述主控制器的閥基電子單元；所述開關合位置信號發射光纖頭、分位置信號發射光纖頭將快速開關的合、分狀態發送給主控制器；所述快速開關分電信號輸入端子和快速開關合位電信號輸入端子分別與快速開關本體連接，將快速開關的位置態傳輸給快速開關控制。
5.如權利要求1所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述觸發板設有一個12針的鳳凰端子插座；所述插座由上至下依次設有的各針分別連接的點為分閘電容電源的正極、分閘電容電源的負極、合閘電容電源的正極、合閘電容電源的負極、合閘允許信號的正極、合閘允許信號的負極、合閘充電節點1、合`閘充電節點2、分閘充電節點I和分閘充電節點2。
6.如權利要求5所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述分閘電容電源的正極、分閘電容電源的負極、合閘電容電源的正極和合閘電容電源的負極通過所述觸發板決定是否對分合閘電容進行充電；所述合閘允許信號的正極和合閘允許信號的負極通過所述觸發板決定是否將合閘允許信號傳輸給快速開關控制；當分合閘充電完成後，所述合閘充電節點1、合閘充電節點2、分閘充電節點I和分閘充電節點2間的電位置位表示分合閘充電完成。
7.如權利要求1所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述電源板上由上至下依次設有9個針扣；最上面兩個所述針口為2針的鳳凰端子插座，接入220V直流電源；剩餘所述7個針口為7針鳳凰端子插座，所述7個針扣由上至下分別為開關電源+220V電源輸入端、-220V電源輸入端、+24V電壓正負輸出端、-24V電壓正負輸出端、12V正輸出端、12V/5V共地輸出端和5V正輸出端並分別與所述電源板裡面設有的的開關電源端子一一對應連接。
8.如權利要求4所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述控制板檢測快速開關的分合閘電容充電電壓是否在合理範圍內，並隨時給所述電容充電或者切斷充電迴路以保證電容充電電壓過高；在收到關分合閘信號後進行防抖，確定是分合閘命令後發出觸發信號，觸發晶閘管板連通分合閘迴路並使開關動作；同時關閉儲能電容充電迴路，使電容放電時不再充電；當電流放完之後，晶閘管自動截止，關閉分合閘迴路；等開關分合閘到位之後，重新開始對電容充電，並恢復檢測功能。
9.如權利要求8所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述晶閘管板上設有的晶閘管通過導線與充放電所述電容相連並通過導線串聯在分合閘迴路當中。
10.如權利要9所述的一種快速開關控制裝置，其特徵在於:所述主控制器包括調節單元和閥基電子單元，所述調節單元包括調節單元電源板、DSP板、輸入輸出板、液晶板和人機操作按鈕；所述閥基電子單元包括閥基電子單元電源板、觸發邏輯板、回報板、觸發信號輸出板、晶閘管工作狀態LED顯示面板、工作狀態扳手和分合扳手:所述主控制器在其電壓過零點產生控制脈衝信號並通過光纖傳給所述觸發板觸發晶閘管並控制分合閘迴路與晶閘管閥串並聯的真空接觸器。
【文檔編號】G05B19/042GK103631187SQ201310682409
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月12日 優先權日:2013年12月12日
【發明者】李鵬, 李豔軍, 李衛國, 王樹峰, 段曉梅 申請人:國家電網公司, 國網智能電網研究院, 中電普瑞科技有限公司