一种三相静态交流转换开关

一种三相静态转换开关

在很多重要场合，负载的用电可靠性十分重要。为了提高负载的用电可靠性，一般供电系统都采用双电源供电，如双路市电、一路市电加一路UPS。然而更加可靠的方法是采用双 UPS供电，如很多厂矿企业计算机系统、综合商业IDC机房、银行的营业网点、电信、移动、 电力系统中很多重要负载等都采用这种供电方法。对于双电源而言，如何安全、快速、有效地切换直接影响负载的用电可靠性，尤其是很多设备可接受的停电时间极其苛刻，现有的方法就是在负载侧加装ATS，STS双电源开关，但是市面上要求停电时间不能超过10ms，有的甚至要求5ms，面对这种要求，普通的ATS等机械触点是无法担当此任的，对于输入端电压的过载能力，可靠性以及输入过、欠压，输出过、欠压，过温、过载等保护功能是远远不够的。南京国高电气自动化有限公司综合多年电力切换的现场经验打造出GSS系列静态开关，该系列分为单相和三相系统。如下图1

图1

该静态切换开关能够对主、备交流电网的供电品质进行动态跟踪，在常用电源出现晃电、停电、低电压过电压等情况时，静态切换开关切换备用电源到负载，整个切换过程静态，切换速度快，当检测到系统关键元件或者IGBT出现故障时自动投切到旁路，并报警。

1.通过改变过去设计思路只进行IGBT控制切换或者不考虑IGBT损坏时系统运行方式、用静态切换的电源保障的立体思维构建系统，用较成熟的硬件搭配优化的控制软件实现较高的技术指标

2.失压检测采用软件硬件结合，使得电压的合格阈值和不合格阈值都能得到快速和精准的保障，与传统的检测手段相比，具有较大提升，系统造价成本低廉，非常适合工频环境对交流信号的快速精准识别。

3.智能切换控制模块，结合IGBT控制模块对IGBT的导通控制，对输入输出的参数进行动态采集，硬件可靠，失效措施完整，软件通过多种工作模型的架构，对系统状态进行自动识别和控制，切换前识别，切换控制后闭环跟踪，系统实时性好，稳定性高。

4.冗余的旁路控制技术，系统的可靠性往往体现在失效措施上，本开关具有强大的诊断功能，通过对回路的快速诊断，尤其是IGBT关不掉，或者合不上的时候，及时采用旁路系统进行系统可靠供电，大大提高系统的可靠性。

以双电源快速切换的需求为出发点，针对需求侧的行业标准进行重构设计，具有系统智能化程度高，系统兼容性强，产品稳定性强，以及能有效的对输入电压进行快速掉电检测，快速切换，并可对输入电压的过压欠压，对输出的过压，欠压，过温，过载进行保护，适用于一市电一UPS，两市电，两路UPS等多种系统场合，同时对于产品有体积小，安装灵活，长期可靠等优势，对于维护环保方面具有很高的价值。

本三相静态切换开关目的是通过以下系统模块实现的：

一种交流柔性切换柜，该切换柜分为A失压快速检测，B智能投切控制，以及C 大功率IGBT智能控制几个部分，其特征在于：

A,电压快速检测，通过软件采集交流电压，计算正常电压，同时采用交流硬件比较器，对交流信号进行追踪，当交流信号低于预设门槛时，交流硬件比较器触发系统进行软件比对，通过硬件的触发加速失压识别，比只通过软件采集计算要快的多，正常的失压可以在2毫秒左右进行识别，正确识别后，将识别结果通知到智能投切控制模块。

B,智能投切控制模块，记录主电、备用电源的工作参数，形成当前工况状态，故障旁路等，其原理A模块进行交流采集和失压信号提取，控制C区IGBT进行关断和打开，诊断出IGBT故障时自动起用旁路导通，并发设备异常信号。

C,IGBT智能控制模块，用来接收智能投切控制模块的命令，完成可靠的开关切换，把模块工作状态及时反馈给投切控制模块，当模块出现异常时，及时通知智能投切控制模块。

工作过程如下：见下图2

1、正常供电时常用电和备用电都在合格的电源范围，K1\K2\Q1\K5闭合，Q2\K3\K4断开，由常用电对负载进行供电，当常用电出现过压、欠压、过频、欠频时，而备用电正常时，电压快速检测模块对电源进行快速识别，跳开Q1合上Q2，然后延时跳开K1，完成一次正确的投切控制。其中对Q1和Q2的控制有IGBT智能控制模块配合投切控制模块完成。

2、当正常供电电源恢复后，经可靠的延时，主控模块B发出分Q2合Q1的命令，完成供电的自动恢复。

3、当检测到Q1或者Q2任何的故障，切换控制模块起动旁路回路K3或K4，维持正常供电并声光报警，当K1\K2\K3\K4\K5的任何一个状态异常时，系统诊断出并报警。

图 2

交流静态切换开关，它适用于阻容性负载的数据中心和控制系统，不适合于电机或变压器前端的感性负载。该静态切换开关能够对主、备交流电网的供电品质进行动态跟踪，在常用电源出现晃电、停电、低电压过电压等情况时，静态切换备用电源到负载，整个切换过程静态，当检测到系统关键元件或者IGBT出现故障时自动投切到旁路，并报警，具有输入过、欠压，输出过、欠压，过温、过载等保护功能，搭配标准RS485-MODBUS规约，系统智能化程度高，系统兼容性强，产品稳定性强，以及能有效的对输入电压进行快速掉电检测，适用于一市电一UPS，两市电，两路UPS等多种系统场合，同时对于产品有体积小，安装灵活，长期可靠等优势，长期适用于数据中心和控制系统中，作为双电源切换的一个重要模块。