三相雙電源切換開關(guān)綜訴

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1、雙電源固體靜態(tài)切換開關(guān)（SSTS）一、三相雙路供電SSTS的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖一：雙電源開關(guān)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖二：雙電源開關(guān)電路簡圖注：高壓每個(gè)隔離刀處要加接地刀、每組可控硅要加避雷器。一、需要實(shí)現(xiàn)的基本功能1、常用電源三相電流、三相電壓的檢測。2、備用電源三相電流、三相電壓的檢測。3、常用電源與備用電源的電壓相位跟蹤。4、常用電源與備用電源狀態(tài)判斷及觸發(fā)邏輯判斷。5、當(dāng)常用電源故障時(shí)切換到備用電源。6、當(dāng)常用電源恢復(fù)正常時(shí)切回常用電源。7、常用電源與備用電源開關(guān)投切互鎖功能。8、各開關(guān)狀態(tài)指示，電源故障狀態(tài)指示。注：電源狀態(tài)（電壓的暫降、短時(shí)中斷和電流的幅值等）判斷要多判斷幾個(gè)點(diǎn)防止誤判

2、及暫態(tài)過程。一、狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程圖三、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖一、控制系統(tǒng)框圖圖四、控制系統(tǒng)框圖注：晶閘管驅(qū)動(dòng)對其還要有保護(hù)功能？硬件互鎖？對采樣信號濾波？二、投切策略介紹方法一（電流為0后切，較慢）：圖二出示了固態(tài)切換開關(guān)的結(jié)構(gòu)。它主要由并聯(lián)高速機(jī)械開關(guān)KM1、KM2，反并聯(lián)的晶閘管開關(guān)以及隔離開關(guān)K1、K2、K3等組成。以常用電源供電時(shí)為例，正常運(yùn)行時(shí)，電流被KM1旁路掉，晶閘管支路沒有電流流過。需要切換到備用電源時(shí)，KM1打開，同時(shí)觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管，電流轉(zhuǎn)移至晶閘管支路。在KM1打開時(shí)，幾乎不會(huì)有電弧，即使有也會(huì)因?yàn)榫чl管的導(dǎo)通而迅速熄滅。之后撤銷觸發(fā)命令，在隨后的第一次電流過零點(diǎn)，晶閘管自然關(guān)

3、斷。一定延時(shí)后觸發(fā)備用電源側(cè)的晶閘管開關(guān)，再閉合KM2，晶閘管被旁路而斷開，完成整個(gè)切換過程。同時(shí)，當(dāng)常用電源恢復(fù)正常時(shí)在電流過零點(diǎn)切回。圖五、控制流程圖方法二（電流不為0就切，較快，比方法一控制麻煩）：常用電源故障時(shí)當(dāng)電流轉(zhuǎn)到晶閘管支路后通過監(jiān)測晶閘管模塊M中各晶閘管的端電壓，判斷晶閘管中電流的極性，然后根據(jù)電流極性觸發(fā)晶閘管模塊N中對應(yīng)的晶閘管，最后將電流轉(zhuǎn)移到KM2支路停止觸發(fā)與其并聯(lián)的晶閘管。切換過程完成之后，敏感負(fù)荷由備用電源供電。本切換控制方法是對各相分別進(jìn)行控制，以A相切換為例說明，B、C控制方式相同。SSTS切換控制系統(tǒng)接收到電壓檢測系發(fā)出的切換指令后，切換控制系統(tǒng)

4、判斷備用電源的電壓是否正常。當(dāng)備用電源電壓正常時(shí)，切換控制系統(tǒng)封鎖晶閘管PP1/PN1的門極控制信號，而后根據(jù)PP1/PN1的端電壓Epsa極性，觸發(fā)備用電源側(cè)晶閘管AP1或AN1。如果Epsa大于零，說明電流是由電源流向負(fù)荷，流經(jīng)晶閘管PP1，此時(shí)觸發(fā)晶閘管AP1。觸發(fā)晶閘管AP1后，若備用電源電壓的瞬時(shí)值高于主電源，那么在主、備用電源共同作用下晶閘管PP1上會(huì)被施加一個(gè)反向電壓，強(qiáng)制晶閘管PP1中的電流減小，縮短了切換時(shí)間。當(dāng)晶閘管PP1中的電流減小到零，主電源A相被斷開時(shí)，觸發(fā)晶閘管AN1，完成負(fù)荷的切換過程。如果Epsa小于零時(shí)，控制方式相似。值得一提的是，本控制方式，在切

5、換的過程中，各相電壓的瞬時(shí)值等于主、備用電源電壓瞬時(shí)值的平均值。一、各檢測算法介紹為了保障裝置快速可靠的動(dòng)作，對于電網(wǎng)中的電壓事件，即暫降、凸起、諧波、不平衡、閃變等，所選擇的檢測算法必須綜合考慮。對于電壓暫降的幅值檢測，一般有以下方法：1、查正弦表法。2、有效值計(jì)算法。3、峰值電壓計(jì)算法。4、基波分量法。5、單相電壓變換平均值法。6、瞬時(shí)電壓d-q分解法。上面提到的檢測方法中，1、準(zhǔn)確度不高，2、3、4三種只能檢測出電壓暫降的幅值，后兩種則即可以檢測出幅值也可以檢測出相位的變化。各種檢測方法有不同的使用場合，對于雙電源裝置來說，在后備式運(yùn)行方式下，要求快速確定是否發(fā)生電壓暫降，同

6、時(shí)要求對暫降幅值和相位跳變能快速、準(zhǔn)確的檢測。因此可采用周期單相電壓變換平均值法、瞬時(shí)電壓d-q分解法或者采用電壓平均值檢測法與缺損電壓法相結(jié)合的方法。但是考慮到相位跳變的影響和實(shí)時(shí)性要求，以采用單相電壓變換平均值法和瞬時(shí)電壓d-q分解法最為合適，其中瞬時(shí)電壓d．q分解法動(dòng)態(tài)性能最好。（1）有效值計(jì)算法(均方根值法)電壓有效值法是利用時(shí)域一個(gè)周期數(shù)值均方根運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)的。為了實(shí)時(shí)檢測電壓有效值的變化，實(shí)際中常采用一個(gè)周期數(shù)據(jù)序列的滑動(dòng)平均計(jì)算。當(dāng)采集到新的樣本點(diǎn)時(shí)，順序?qū)⒆钤绮杉臉颖军c(diǎn)去除，然后用最新得到的一個(gè)周期采樣值進(jìn)行均方根運(yùn)算，即可求出一個(gè)新的均方根值。因此使用該檢測方法，

7、在每個(gè)采樣瞬間都可得到一個(gè)新的均方根值。如果電壓暫降的發(fā)生與終止是瞬時(shí)的，那么利用上述的有效值計(jì)算法檢測電壓暫降事件，需要1個(gè)周期的過渡時(shí)間。過渡時(shí)間是由于滑動(dòng)平均值法中近1個(gè)周期的“歷史”數(shù)據(jù)所引起的。為加速檢測過程，實(shí)用的簡便辦法是取半個(gè)周期的采樣數(shù)據(jù)量進(jìn)行滑動(dòng)平均處理。但是，這種半個(gè)周期的算法仍存在上述整周期算法的不足；此外，這種算法只能取半個(gè)周期整數(shù)倍的采樣數(shù)據(jù)，否則將受到頻移振蕩分量影響。該方法只注重對電壓幅值的監(jiān)測，且至少需要半個(gè)周期的歷史數(shù)據(jù)，將引起一定