一种复合开关电路及其控制方法与流程

1.本发明涉及一种开关电路及其控制方法，特别是一种复合开关电路及其控制方法，属于电气开关领域。


背景技术：

2.复合开关是将高耐压大电流晶闸管与磁保持继电器的触点相并联, 通过微电脑控制, 自动寻找最佳投入点和最佳切除点, 实现电压过零投入和电流过零切除, 通断瞬间由晶闸管完成, 运行通流由磁保持继电器经脉冲电压触发使触点吸合而完成。现有技术的复合开关电路在有谐波的情况下过零检测不准确，投切涌流大，容易损坏电容器组。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是提供一种复合开关电路及其控制方法，提高复合开关过零投切的可靠性。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种复合开关电路，其特征在于：包含第一继电器j1、二极管d1、单向可控硅s1和第二继电器j2，第一继电器j1与二极管d1串联，第一继电器j1与二极管d1的串联电路与单向可控硅s1反向并联并且第一继电器j1与二极管d1的串联电路与第二继电器j2并联构成控制电路，控制电路两端分别连接开关两端触点。
5.进一步地，还包含微处理器电路m、第一控制电路k1、第二控制电路k2和第三控制电路k3，第一控制电路k1与第一继电器j1的控制端连接，第二控制电路k2与第二继电器j2的控制端连接，第三控制电路与单向可控硅s1的控制端连接，第一控制电路k1、第二控制电路k2和第三控制电路k3分别与微处理器电路m连接。
6.进一步地，还包含电压检测电路v，电压检测电路v的两端分别连接开关两端触点用于采集开关两端触点之间的电压信号。
7.进一步地，还包含电流检测电路a，电流检测电路a与控制电路串联在开关两端触点之间用于采集开关电路的电流信号。
8.进一步地，所述微处理器电路m内设置有电源电路p。
9.进一步地，所述第一继电器j1与二极管d1的串联电路由与二极管d1同向设置的单向可控硅代替。
10.进一步地，所述单向可控硅s1由与单向可控硅s1同向设置的二极管和继电器串联电路替代。
11.一种复合开关电路的控制方法，其特征在于包含以下步骤：微处理器电路m接收到信号输入电路的合闸命令时，判断电压检测电路v的检测信号，在电压与二极管d1反向的t1时间段发出控制信号，通过第一控制电路k1控制第一继电器j1闭合，在电压与单向可控硅s1反向的t2时间段通过第三控制电路k3给单向可控硅s1控制极提供控制信号，在t3或之后时间段，通过第二控制电路k2控制第二继电器j2闭合，开关
电路完成闭合；微处理器电路m接收到信号输入电路的分闸命令时，通过第二控制电路k2控制第二继电器j2断开，然后判断电流检测电路a的检测信号，在电流与二极管d1反向的t4时间段通过第一控制电路k1控制第一继电器j1断开，在t4或之后时间段通过第三控制电路k3关闭单向可控硅s1控制极的控制信号，开关电路完成分断。
12.进一步地，所述电压检测电路v检测开关电路两端触点u1、u2的电压信号，同时为电源电路p提供输入电源，开关断开时u1、u2之间的电压信号为正弦波，传送给微处理器电路m。
13.进一步地，所述电流检测电路a检测开关电路的电流信号，开关吸合电容器投入时电流信号波形为正弦波，传送给微处理器电路m。
14.本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明提供了一种全新的复合开关电路以及控制方法，通过合理的结构设计，开关电路闭合以及分断的过程中均无需检测过零点，也无需在过零点控制开关动作，至需要在相应的时间段完成控制即可完成复合开关电路的过零合闸、分闸，解决了现有技术因为过零检测不准确带来的电容器组损坏的问题，提高了复合开关过零投切的可靠性；另外本发明的电路结构简单，元器件用量少，控制过程简单，控制用时短。
附图说明
15.图1是本发明的一种复合开关电路的示意图。
16.图2是本发明的一种复合开关电路的控制方法的合闸时段图。
17.图3是本发明的一种复合开关电路的控制方法的分闸时段图。
具体实施方式
18.为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
19.如图1所示，本发明的一种复合开关电路，包含第一继电器j1、二极管d1、单向可控硅s1和第二继电器j2，第一继电器j1与二极管d1串联，第一继电器j1与二极管d1的串联电路与单向可控硅s1反向并联并且第一继电器j1与二极管d1的串联电路与第二继电器j2并联构成控制电路，控制电路两端分别连接开关两端触点。二极管d1的导通方向与单相可控硅s1的导通方向相反。
20.本发明的一种复合开关电路还包含微处理器电路m、第一控制电路k1、第二控制电路k2和第三控制电路k3，第一控制电路k1与第一继电器j1的控制端连接，第二控制电路k2与第二继电器j2的控制端连接，第三控制电路与单向可控硅s1的控制端连接，具体地控制电路k3与单相单向可控硅s1的控制极g和阴极k连接。第一控制电路k1、第二控制电路k2和第三控制电路k3分别与微处理器电路m连接。微处理器电路m内设置有电源电路p。
21.本发明的一种复合开关电路还包含电压检测电路v和电流检测电路a，电压检测电
路v的两端分别连接开关两端触点用于采集开关两端触点之间的电压信号。电流检测电路a与控制电路串联在开关两端触点之间用于采集开关电路的电流信号。
22.在本发明中，第一继电器j1与二极管d1的串联电路与单向可控硅s1起到的作用都是实现可控的单向导通作用，因此两者可以相互替代。
23.一种复合开关电路的控制方法，包含以下步骤：电压检测电路v检测开关电路两端触点u1、u2的电压信号，同时为电源电路p提供输入电源，开关断开时u1、u2之间的电压信号为正弦波，传送给微处理器电路m。电流检测电路a检测开关电路的电流信号，开关吸合电容器投入时电流信号波形为正弦波，传送给微处理器电路m。
24.微处理器电路m接收到信号输入电路的合闸命令时，判断电压检测电路v的检测信号如图2所示，在t1时间段发出控制信号，通过第一控制电路k1控制第一继电器j1闭合，该时刻下二极管d1的导通方向与u1和u2两端的电压方向相反，二极管d1电路不导通，此时继电器j1闭合不会产生浪涌，在t2时间段通过第三控制电路k3给单向可控硅s1控制极提供控制信号，此时u1和u2两端电压方向与二极管d1相同，在二极管d1电路导通，而电压与单向可控硅s1的方向相反，单向可控硅s1不导通，此时控制单向可控硅s1进入导通状态，由于没有电流经过，也不会产生浪涌，在t3或之后时间段，通过第二控制电路k2控制第二继电器j2闭合，开关电路完成闭合，此时由于单向可控硅s1导通分担电流，切入继电器j2不会产生大浪涌。整个合闸过程无需检测过零点，无需在过零点控制开关动作，只需在相应的时间段完成控制就实现开关电路两端零电压合闸。
25.微处理器电路m接收到信号输入电路的分闸命令时，首先通过第二控制电路k2控制第二继电器j2断开，此时二极管d1和单向可控硅s1组成的双向导通电路仍然导通两个方向的电压电流，然后判断电流检测电路a的检测信号如图3所示，在t4时间段通过第一控制电路k1控制第一继电器j1断开，该时刻二极管d1与电压方向相反无电流，切断继电器j1不产生浪涌，在t4或之后时间段通过第三控制电路k3关闭单向可控硅s1控制极的控制信号，第三控制电路k3切断单向可控硅s1控制信号时，由于单向可控硅s1的特性即便没有控制信号，只要仍然存在电流单向可控硅s1仍然继续导通，而随着t4时刻电流逐渐减小至0时，单向可控硅s1无电流从而实现真正关断，即单向可控硅s1可以自动寻找电流过零点投切，开关电路完成分断，整个分闸过程无需检测过零点，无需在过零点控制开关动作，只需在相应的时间段完成控制就实现开关电路电流过零分闸。
26.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

技术特征：
1.一种复合开关电路，其特征在于：包含第一继电器j1、二极管d1、单向可控硅s1和第二继电器j2，第一继电器j1与二极管d1串联，第一继电器j1与二极管d1的串联电路与单向可控硅s1反向并联并且第一继电器j1与二极管d1的串联电路与第二继电器j2并联构成控制电路，控制电路两端分别连接开关两端触点。2.根据权利要求1所述的一种复合开关电路，其特征在于：还包含微处理器电路m、第一控制电路k1、第二控制电路k2和第三控制电路k3，第一控制电路k1与第一继电器j1的控制端连接，第二控制电路k2与第二继电器j2的控制端连接，第三控制电路与单向可控硅s1的控制端连接，第一控制电路k1、第二控制电路k2和第三控制电路k3分别与微处理器电路m连接。3.根据权利要求2所述的一种复合开关电路，其特征在于：还包含电压检测电路v，电压检测电路v的两端分别连接开关两端触点用于采集开关两端触点之间的电压信号。4.根据权利要求2所述的一种复合开关电路，其特征在于：还包含电流检测电路a，电流检测电路a与控制电路串联在开关两端触点之间用于采集开关电路的电流信号。5.根据权利要求2所述的一种复合开关电路，其特征在于：所述微处理器电路m内设置有电源电路p。6.根据权利要求1所述的一种复合开关电路，其特征在于：所述第一继电器j1与二极管d1的串联电路由与二极管d1同向设置的单向可控硅代替。7.根据权利要求1所述的一种复合开关电路，其特征在于：所述单向可控硅s1由与单向可控硅s1同向设置的二极管和继电器串联电路替代。8.一种权利要求1-5任一项所述的复合开关电路的控制方法，其特征在于包含以下步骤：微处理器电路m接收到信号输入电路的合闸命令时，判断电压检测电路v的检测信号，在电压与二极管d1反向的t1时间段发出控制信号，通过第一控制电路k1控制第一继电器j1闭合，在电压与单向可控硅s1反向的t2时间段通过第三控制电路k3给单向可控硅s1控制极提供控制信号，在t3或之后时间段，通过第二控制电路k2控制第二继电器j2闭合，开关电路完成闭合；微处理器电路m接收到信号输入电路的分闸命令时，通过第二控制电路k2控制第二继电器j2断开，然后判断电流检测电路a的检测信号，在电流与二极管d1反向的t4时间段通过第一控制电路k1控制第一继电器j1断开，在t4或之后时间段通过第三控制电路k3关闭单向可控硅s1控制极的控制信号，开关电路完成分断。9.根据权利要求8所述的一种复合开关电路的控制方法，其特征在于：所述电压检测电路v检测开关电路两端触点u1、u2的电压信号，同时为电源电路p提供输入电源，开关断开时u1、u2之间的电压信号为正弦波，传送给微处理器电路m。10.根据权利要求8所述的一种复合开关电路的控制方法，其特征在于：所述电流检测电路a检测开关电路的电流信号，开关吸合电容器投入时电流信号波形为正弦波，传送给微处理器电路m。

技术总结
本发明公开了一种复合开关电路及其控制方法，包含第一继电器J1、二极管D1、单向可控硅S1和第二继电器J2，第一继电器J1与二极管D1串联，第一继电器J1与二极管D1的串联电路与单向可控硅S1反向并联并且第一继电器J1与二极管D1的串联电路与第二继电器J2并联构成控制电路，控制电路两端分别连接开关两端触点。本发明开关电路闭合以及分断的过程中均无需检测过零点，也无需在过零点控制开关动作，至需要在相应的时间段完成控制即可完成复合开关电路的过零合闸、分闸，解决了现有技术因为过零检测不准确带来的电容器组损坏的问题，提高了复合开关过零投切的可靠性。复合开关过零投切的可靠性。复合开关过零投切的可靠性。


技术研发人员：沈卫峰 王春华 孟领刚 冯国伟 张锐 沈周斌 王宗臣 夏文 夏武 纪陈平 柳振铁 李晓菊 邱素素 李天鹰 薛玲丽
受保护的技术使用者：江苏现代电力科技股份有限公司
技术研发日：2021.11.15
技术公布日：2022/3/8