CN205882707U - 一种动态电压恢复器的旁路开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种动态电压恢复器的旁路开关，包括冗余配置的高速机械开关和高速电子开关，所述高速机械开关包括并联的接触器KM和晶闸管SCR2。本开关利用晶闸管实现机械开关的高速动作，同时利用接触器来避免晶闸管器件的长期运行功耗大、发热、可靠性降低等缺点，实现了一种可高速动作的机械开关装置，同时配备高速的电子开关回路，使整套开关***具有双路冗余特性，提高整体的可靠性。

Description

一种动态电压恢复器的旁路开关

技术领域

本实用新型涉及动态电压恢复器技术领域，尤其是涉及一种动态电压恢复器的旁路开关。

背景技术

动态电压恢复器：是通过储能装置提供电网有功功率补偿的装置，又称为DVR。

旁路开关：DVR中用于设备故障情况下旁路DVR内部换流单元的开关装置。

图1为典型的动态电压恢复器装置拓扑，图中K1为输入开关，K3为输出开关，K2为检修旁路开关，通常此3路开关为手动的断路器开关，K4为高速旁路开关。由于DVR装置需要维持负载的供电持续性，所以要求K4具有高可靠性、及高响应速度，即当发生逆变器等故障情况时，可快速的闭合K4，使用旁路回路为负载供电，通常要求旁路开关的处理速度达到小于5mS的开关速度。

为了实现可电控的旁路，通常的K4由接触器、带电操作机构的断路器、高速永磁开关、可控电力电子器件等方式实现。

而常规的可控旁路回路部件的缺点如下：

1.接触器：动作速度较慢，通常为80mS；

2.带电操作机构的断路器：价格高，动作速度最慢，通常为几百mS；

3.高速永磁开关：价格昂贵，且市面上生产的厂家较少，体积较大；

4.可控电力电子器件：由于电力电子器件特性而带来的功耗较大；需要进行散热设计处理；相对可靠性、寿命偏低；过载能力较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动态电压恢复器的旁路开关，在保持旁路开关K4的高速动作的同时，能保证旁路开关动作的高速、高可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种动态电压恢复器的旁路开关，其特征在于，包括冗余配置的高速机械开关和高速电子开关，所述高速机械开关包括并联的接触器KM和晶闸管SCR2。

进一步地，所述的高速电子开关包括与高速机械开关直接并联的双向晶闸管SCR1或反并联的IGBT模块。

进一步地，所述的晶闸管SCR2的负载电流为SCR1的1/4-1/3。

进一步地，旁路开关的控制信号同时控制接触器KM、晶闸管SCR2和晶闸管SCR1。

本实用新型的效果：

1、具备目前可控旁路开关的各种方案中的优点，即高速动作、低损耗、高可靠性，同时由于使用的部件均为常规市面器件及装置，具备实现简单的优点；

2、可实现旁路开关的开通动作时间小于1mS，特别适应于动态电压恢复器这种要求旁路动作速度非常快的应用场合；

3、可达到故障高速旁路的功能，实现设备故障时，负载扰动小于2mS；

4、通常情况由机械开关回路载流，电子回路无损耗；当机械回路故障时，电子回路无缝切换；

5、具有机械、电子高速双冗余配置，在高可靠性需求领域，提高产品的旁路可靠性。

附图说明

图1为动态电压恢复器装置拓扑图；

图2为本实用新型一种动态电压恢复器的旁路开关的示意图；

图3为本实用新型一种动态电压恢复器的旁路开关的应用图。

附图标记说明：1-高速机械开关、2-高速电子开关、3-接触器KM、4-晶闸管SCR2、5-晶闸管SCR1。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种动态电压恢复器的旁路开关作进一步描述：该实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均属于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图2所示，一种动态电压恢复器的旁路开关，包括冗余配置的高速机械开关1和高速电子开关2，所述高速机械开关包括并联的接触器KM 3和晶闸管SCR2。

所述的高速电子开关2包括与高速机械开关1直接并联的双向晶闸管SCR1或反并联的IGBT模块。

所述的晶闸管SCR2的负载电流为SCR1的1/4-1/3。

旁路开关的控制信号可以同时控制接触器KM3及晶闸管SCR2和晶闸管SCR1。

通过直接将接触器KM 3与晶闸管SCR2并联，做为高速机械开关的实现方式，接触器KM虽然动作速度较慢，但是过载能力强、可靠性高。

高速机械开关1中由于晶闸管SCR2的开通速度快，可以达到mS级的速度开通，而在接触器KM 3动作后，由接触器通路短路晶闸管通路，故晶闸管实际的工作时间为接触器KM3的动作时间，通常只有100mS左右，由于工作时间非常短，可以无需为晶闸管SCR2单独配备散热装置。

通过与高速机械开关1直接并联的大功率晶闸管SCR1作为高速电子开关2，高速机械开关1与高速电子开关2互为冗余，都可以实现mS级别的速度开通。开关的控制信号，同时控制接触器KM 3及晶闸管。

开关中晶闸管SCR1的选型按负载电流需求进行选型；晶闸管SCR2的选型可按晶闸管SCR1的1/4-1/3电流进行选型。

本实用新型利用晶闸管实现机械开关的高速动作，同时利用接触器来避免晶闸管器件的长期运行功耗大、发热、可靠性降低等缺点，实现了一种可高速动作的机械开关装置，同时配备高速的电子开关回路，使整套开关***具有双路冗余特性，提高整体的可靠性。

如图3所示，为本实用新型所述的旁路开关在动态电压恢复器产品中的具体应用：

KM1为专利中提到的机械旁路开关，通过接触器实现；

SR21为提高机械旁路开关动作速度的并联晶闸管；

SR11为冗余的电子旁路开关，通过晶闸管实现。

当DVR装置出现故障及其他需要旁路回路动作的情况下，通过KM1、SR21、SR11的组合动作实现***的高速旁路功能。

本实用新型同时具备了电子开关的高速特性及接触器的高可靠性，并且属于双冗余设计，机械、电子开关回路均可独立的高速工作。

Claims (4)

1.一种动态电压恢复器的旁路开关，其特征在于，包括冗余配置的高速机械开关(1)和高速电子开关(2)，所述高速机械开关包括并联的接触器KM(3)和晶闸管SCR2(4)。

2.根据权利要求1所述的一种动态电压恢复器的旁路开关，其特征在于所述的高速电子开关(2)包括与高速机械开关(1)直接并联的双向晶闸管SCR1(5)或反并联的IGBT模块。

3.根据权利要求1所述的一种动态电压恢复器的旁路开关，其特征在于所述的晶闸管SCR2(4)的负载电流为SCR1(5)的1/4-1/3。

4.根据权利要求1所述的一种动态电压恢复器的旁路开关，其特征在于旁路开关的控制信号同时控制接触器KM(3)、晶闸管SCR2(4)和晶闸管SCR1(5)。