一种混合式双电源切换开关电路及其切换方法与流程
本申请涉及开关，具体涉及一种混合式双电源切换开关电路及其切换方法。
背景技术：
1、双电源开关是一种同时连接两路电路，能够在两路电路之间进行切换的电器部件，当一路电路出现故障后，双电源开关可切换至另一路电路上，以确保负载继续稳定工作；因此，双电源开关是供电系统中不可缺少的重要部件；双电源开关包含了多种不同的实现方式和技术类型，例如机械转换开关（ats）和静态转换开关（sts）等，其中sts因为其切换速度非常快、能够实现电源的无缝切换得到了广泛的应用。
2、sts（静态转换开关）是以可控硅为主元器件的双电源产品，因其动作速度快而广泛应用于高端保电场所；具体地：静态转换开关为电源二选一自动切换系统，正常工作状态下，在主电源处于正常的电压范围内，负载一直连接于主电源，当主电源发生故障时，负载自动切换到备用电源；主电源恢复正常后，负载又自动切换到主电源；sts采用先断后通的切换方式，可以实现不同输入电源之间的不间断切换，为单电源负载提供双母线供电，如非并联ups（不间断供电系统）的n+1冗余、不同容量ups的n+1冗余、不同型号ups的n+1冗余、不同市电的冗余、市电与发电机的冗余等；其主要由智能控制板、高速可控硅、断路器等构成，标准切换时间通常≤8ms，不会造成it类负载断电，既对负载可靠供电，同时又能保证sts在不同相切换时的安全性。
3、但sts是以可控硅为主回路，电流流经可控硅必然造成高功耗，且由于可控硅对短路耐受的能力较差，导致sts的短路耐受能力也很差，从而限制了sts的应用。
4、因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本申请提供了一种混合式双电源切换开关电路，包括：
2、主开关电路，所述主开关电路包括并联设置的分闸开关dl1和主开关可控硅单元，所述主开关可控硅单元与继电器jdq1连接；
3、备用开关电路，所述备用开关电路包括并联设置的分闸开关dl2和备用开关可控硅单元，所述备用开关可控硅单元与继电器jdq2连接。
4、作为一种优选方案，所述主开关可控硅单元包括并联设置、方向相反的可控硅q11和可控硅q12。
5、作为一种优选方案，所述可控硅q11和可控硅q12还与主开关吸收电路并联。
6、作为一种优选方案，所述主开关吸收电路包括串联设置的电阻r1和电容c1。
7、作为一种优选方案，所述备用开关可控硅单元包括并联设置、方向相反的可控硅q21和可控硅q22。
8、作为一种优选方案，所述可控硅q21和可控硅q22还与备用开关吸收电路并联。
9、作为一种优选方案，所述备用开关吸收电路包括串联设置的电阻r2和电容c2。
10、本申请提供了一种混合式双电源切换开关电路的切换方法，包括如下步骤：
11、s1：设定主电源电压陡降的电压下降幅度和持续时间t1，实时检测主电源是否出现电压陡降，是则进入s2，否则结束开关电路的切换；
12、s2：对分闸开关dl1发出分闸指令，分闸开关dl1的固有分闸时间为t2；
13、s3：经过t2时间后，判断分闸开关dl1的电流方向，当电流由电源流向负载，则触通可控硅q12，单侧换流完成，进入s4；当电流由负载流向电源，则触通可控硅q11，单侧换流完成，进入s8；
14、s4：设定电流门限值，判断实时采集的是否大于，是则触通q22，进入s5；否则进入s6；
15、s5：对分闸开关dl2发出合闸指令，分闸开关dl2合闸，完成装置的双电源切换；
16、s6：判断的导数是否小于0，是则进入s7，否则触通q22，进入s5；
17、s7：等待可控硅q12自然过零，过零信号满足时，触发导通可控硅q21，进入s5；
18、s8：设定电流门限值，判断是否大于；是则触通q21，进入s5；否则进入s9；
19、s9：判断的导数是否小于0，是则进入s10，否则触通q21，进入s5；
20、s10：等待可控硅q11自然过零，过零信号满足时，触发导通可控硅q22，进入s5。
21、作为一种优选方案，所述s6中，触通q22时，当备用电源电压u2的绝对值大于主电源电压u1的绝对值，则触通q22，将q12强行截止；当备用电源电压u2的绝对值小于等于主电源电压u1的绝对值，q22不具备导通条件，等待u2绝对值大于u1绝对值时，触通q22并将q12截止。
22、作为一种优选方案，所述s8中，触通q21时，当备用电源电压u2的绝对值大于主电源电压u1的绝对值，则触通q21，将q11强行截止；当备用电源电压u2的绝对值小于等于主电源电压u1的绝对值，q21不具备导通条件，等待u2绝对值大于u1绝对值时，触发导通q21并将q11截止。
23、作为一种优选方案，所述s2中，先判断外网是否故障，是则进入s3，否结束开关电路的切换。
24、本申请具有如下优点：
25、1、基于sts的主结构增加快速分闸开关，并利用换流技术实现无弧切换，保证快速切换的同时，解决sts的高耗能和耐受差的问题；
26、2、单侧换流后，原侧可控硅或自然过零，或由备用侧可控硅强行截止，两种模式可保证切换的快速性；
27、3、本申请中的原侧与备用侧的各两组可控硅可由逻辑控制实现互锁，同时分闸开关dl1与dl2，可考虑机械方式实现机械互锁，以杜绝电流合环的可能性。
技术特征：
1.一种混合式双电源切换开关电路，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种混合式双电源切换开关电路，其特征在于，所述主开关吸收电路包括串联设置的电阻r1和电容c1。
3.根据权利要求1所述的一种混合式双电源切换开关电路，其特征在于，所述备用开关可控硅单元包括并联设置、方向相反的可控硅q21和可控硅q22。
4.根据权利要求3所述的一种混合式双电源切换开关电路，其特征在于，所述可控硅q21和可控硅q22还与备用开关吸收电路并联。
5.根据权利要求4所述的一种混合式双电源切换开关电路，其特征在于，所述备用开关吸收电路包括串联设置的电阻r2和电容c2。
6.一种混合式双电源切换开关电路的切换方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种混合式双电源切换开关电路的切换方法，其特征在于，所述s6中，触通q22时，当备用电源电压u2的绝对值大于主电源电压u1的绝对值，则触通q22，将q12强行截止；当备用电源电压u2的绝对值小于等于主电源电压u1的绝对值，q22不具备导通条件，等待u2绝对值大于u1绝对值时，触通q22并将q12截止。
8.根据权利要求6所述的一种混合式双电源切换开关电路的切换方法，其特征在于，所述s8中，触通q21时，当备用电源电压u2的绝对值大于主电源电压u1的绝对值，则触通q21，将q11强行截止；当备用电源电压u2的绝对值小于等于主电源电压u1的绝对值，q21不具备导通条件，等待u2绝对值大于u1绝对值时，触发导通q21并将q11截止。
9.根据权利要求6所述的一种混合式双电源切换开关电路的切换方法，其特征在于，所述s2中，先判断外网是否故障，是则进入s3，否结束开关电路的切换。
技术总结
本申请提供了一种混合式双电源切换开关电路及其切换方法，开关电路包括：主开关电路，所述主开关电路包括并联设置的分闸开关DL1和主开关可控硅单元，所述主开关可控硅单元与继电器JDQ1连接；备用开关电路，所述备用开关电路包括并联设置的分闸开关DL2和备用开关可控硅单元，所述备用开关可控硅单元与继电器JDQ2连接；本申请基于STS的主结构增加快速分闸开关，并利用换流技术实现无弧切换，保证快速切换的同时，解决STS的高耗能和耐受差的问题；且单侧换流后，原侧可控硅或自然过零，或由备用侧可控硅强行截止，两种模式可保证切换的快速性。
技术研发人员：王笋,杨博,尹永卫,王彬
受保护的技术使用者：天津鸿磁智控技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23