一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路制造技術

本發明專利技術涉及一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路，其技術特點是：包括電力電子模塊、負載RL1、二極管D1、二極管D2、電容C和限流電阻R1，斷路器DL1的B端與負載RL1一端相連接，該斷路器DL1的A端與限流電阻R1相連接，限流電阻R1的另一端與電容C1串聯后連接在斷路器DL1的B端；電力電子模塊并聯在斷路器DL1的A端和B端之間；電力電子模塊的兩個控制端分別連接在限流電阻R1與電容C1之間以及電容C1與負載RL1之間。本發明專利技術主要應用在雙電源開關的斷路器，通過電力電子模塊能夠轉移斷路器開關斷開時產生的電弧，實現“零電弧”的功能，具有導通時間短、成本低等特點，降低了雙電源開關的分斷電壓，能夠有效提高雙電源開關的使用壽命。命。命。

【技術實現步驟摘要】
一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路


[0001]本專利技術屬于電力電子
，涉及電力電子的開關電弧設備，尤其是一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路。

技術介紹

[0002]雙電源開關(斷路器)在低壓電力系統中承擔了至關重要的接通與開斷作用。當雙電源開關的一端斷路器斷開時，如果電路電壓小于10
?
20V，或電流大于80
?
100mA時，開關觸頭間就會產生電弧。開關燃弧時的電弧電流不容易熄滅，如果不加以控制，會對損壞開關觸頭，影響使用壽命，并且會產生巨大熱量，對周圍其他的電氣設備的安全造成嚴重威脅。同時，斷路器開關在帶弧開斷后需要一定的絕緣恢復時間，使斷開電路的時間延長，難以滿足雙電源開關速動性的要求。
[0003]傳統機械開關通常采用控制弧隙介質游離程度和去游離程度、控制弧隙溫度以及增加弧隙間電壓的方法進行滅弧采用特定的弧隙介質，增加弧隙距離，改變弧柱路徑，提高分斷速度、增大觸點間開距等方法。但傳統的機械、物理滅弧方法，不僅對機械式開關的結構設計有嚴格的技術要求，在應用上也存在斷弧時間長(毫秒級)、電氣壽命短(數次至數千次)、體積大、性價比低的缺點。利用諧振制造電流零點的電子滅弧方法不僅對機械式開關本身有嚴格的要求，更需要根據機械式開關的實際應用工況來調配諧振參數，應用的普適性受到限制。因此，在選擇和設計開關應用的場合不得不面對產生電弧所帶來的問題和故障。
[0004]消除電弧困難的根源在于感性負載電流不能突變，在斷路器觸頭分段后產生的電弧性電流一定存在自然過零的過程，極大延遲了斷路器真正實現電氣隔離的時間。特別是在雙電源切開關工作的場合，當原側電源的電弧不能熄滅，就無法接入備用側的電源使用，導致在雙電源開關的切換場合，單單切換過程就高達幾十ms，不能避免負載側停電，也就違背了雙電源開關的設計初衷。
[0005]綜上所述，如何快速處理處理開關分斷過程中的電弧以實現雙電源電路的低壓不停電作業以及檢修施工零停電是目前迫切需要解決的問題。

技術實現思路

[0006]本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提出一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路，能夠處理開關分斷過程中的電弧，使其盡快熄滅，無需自然過零，同時設計吸能支路將電壓限制在安全水平，從而實現雙電源電路的低壓不停電作業以及檢修施工零停電。
[0007]本專利技術解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：
[0008]一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路，連接在斷路器DL1上，包括電力電子模塊、負載RL1、二極管D1、二極管D2、電容C和限流電阻R1，所述斷路器DL1的B端與負載RL1一端相連接，該斷路器DL1的A端與限流電阻R1相連接，限流電阻R1的另一端與電容C1串
聯后連接在斷路器DL1的B端；所述電力電子模塊并聯在斷路器DL1的A端和B端之間；電力電子模塊的兩個控制端分別連接在限流電阻R1與電容C1之間以及電容C1與負載RL1之間。
[0009]進一步，所述電力電子模塊由電力電子器件Q1、電力電子器件Q2反串聯構成，所述電力電子器件Q1、電力電子器件Q2均為半控型電力電子器件。
[0010]進一步，所述電力電子器件Q1、電力電子器件Q2自帶有二極管，或者電力電子器件Q1、電力電子器件Q2分別并聯有二極管D1和二極管D2；電力電子器件Q1和二極管D2以及電力電子器件Q2和二極管D1均為反串聯的關系。
[0011]進一步，所述電力電子模塊由電力電子器件Q1、電力電子器件Q2反并聯構成，所述電力電子器件Q1、電力電子器件Q2均為全控型電力電子器件。
[0012]進一步，所述電力電子器件Q1、電力電子器件Q2為IGBT、NPN型三極管或N溝道場效應管。
[0013]進一步，所述斷路器DL1的A端和B端之間并聯有高壓避雷器組MOV，該高壓避雷器組MOV構成吸能支路。
[0014]進一步，所述電力電子模塊上還連接有延時電路。
[0015]本專利技術的優點和積極效果是：
[0016]1、本專利技術根據斷路器開關產生的電弧特性，將基于電子滅弧技術的電力電子器件與斷路器開關并聯，在開關分斷過程中分流開關上的電流，并將開關兩端的電壓限定在數伏特的較低水平，從而阻止了產生電弧必須的強電場發射和熱電子發射建立的條件，將電流轉移至預先設置好的換流支路上去，使斷路器機械觸頭在無弧條件下分斷，并由轉移支路完成最終的故障電流分斷，使原側電源的電弧熄滅，備用側電源接入，從而縮短低壓交流雙電源系統的切換時間，實現配電網能不停電作業功能。
[0017]2、本專利技術獨立于開關本身，可與現有的開關配合使用，該電路過載能力大、溫升低，使用方便。在開關分斷過程中分流開關上的電弧性電流，并將開關兩端的電壓限定在數伏特的較低水平，實現了雙電源開關在切換過程中的“零電弧”的功能。本專利技術不同于常規低壓開關使用空氣滅弧柵，提高了消防級別，不用再等電弧出現再去滅弧處理，而是整個過程杜絕電弧出現。采用電力電子技術使得開關轉換時間大大縮短(≤10ms)，相比其他滅弧方式而言基本無損耗，是典型的綠色產品。
附圖說明
[0018]圖1為本專利技術實施例1的電路圖；
[0019]圖2為本專利技術實施例2的電路圖；
[0020]圖3為本專利技術的延時電路圖；
[0021]圖4為本專利技術的負載側電流波形圖；
[0022]圖5為本專利技術中的開斷過程等效示意圖。
具體實施方式
[0023]以下結合附圖對本專利技術做進一步詳述。
[0024]本專利技術的設計思想是：本專利技術提出一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路，該滅弧電路獨立于開關本身，可與現有的開關配合使用。其將電力電子器件與開關并
聯，使開關兩端的電壓限定在數伏特的較低水平，從而阻止了產生電弧必須的強電場發射和熱電子發射建立的條件。設計電弧電流轉移支路，其并且利用電流轉移原理，將產生的電弧電流引入轉移支路，從而縮短雙電源開關的切換時間，保證負載側不停電。設計吸能支路，在斷路器關斷后導通釋放能量，避免直流電路中感性元件因電流突變而產生的感生電動勢擊穿換流支路上的電力電子開關。
[0025]實施例1
[0026]一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路，如圖1所示，該滅弧電路連接在斷路器DL1上，包括電力電子器件Q1、電力電子器件Q2、負載RL1、二極管D1、二極管D2、電容C和限流電阻R1。
[0027]所述斷路器DL1包括A端(電源輸入端)和B端，斷路器DL1的B端與負載RL1一端相連接，斷路器DL1的A端與限流電阻R1相連接，限流電阻R1的另一端與電容C1串聯后連接在斷路器DL1的B端。所述電力電子器件Q1、電力電子器件Q2均為半控型電力電子器件，電力電子器件Q1、電力電子器件Q2反串聯在一起構成圖1虛框中的電力電子模塊，電力電子模塊構成了電流的轉移支路。該電力電子模塊并聯在斷路器DL1的A端和B端之間。電力電子器件Q1的控制端連接在限流電阻R1與電容C1之間，電力本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路，連接在斷路器DL1上，其特征在于：包括電力電子模塊、負載RL1、二極管D1、二極管D2、電容C和限流電阻R1，所述斷路器DL1的B端與負載RL1一端相連接，該斷路器DL1的A端與限流電阻R1相連接，限流電阻R1的另一端與電容C1串聯后連接在斷路器DL1的B端；所述電力電子模塊并聯在斷路器DL1的A端和B端之間；電力電子模塊的兩個控制端分別連接在限流電阻R1與電容C1之間以及電容C1與負載RL1之間。2.根據權利要求1所述的一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路，其特征在于：所述電力電子模塊由電力電子器件Q1、電力電子器件Q2反串聯構成，所述電力電子器件Q1、電力電子器件Q2均為半控型電力電子器件。3.根據權利要求2所述的一種基于電力電子技術的雙電源開關滅弧電路，其特征在于：所述電力電子器件Q1、電力電子器件Q2自帶有二極管，或者電力電子器件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張震，姚瑛，鄭悅，孟慶霖，張春暉，晉萃萃，肖繼峰，李琳，栗薇，李博，王海濱，
申請(專利權)人：國網天津市電力公司國家電網有限公司，
類型：發明
國別省市：