[发明专利]电能表用智能负荷开关及其控制方法和故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种电能表用智能负荷开关及其控制方法和故障诊断方法，此负荷开关包括微控制器、指令触发电路、晶闸管驱动单元、接触器线圈驱动单元、双向晶闸管、接触器和故障检测单元；所述双向晶闸管与所述接触器相互并联；所述微控制器的输出端与所述指令触发电路的输入端相连，所述指令触发电路的输出端分别与所述晶闸管驱动单元的输入端和接触器线圈驱动单元的输入端相连；所述晶闸管驱动单元的输出端与所述双向晶闸管的控制端相连；所述接触器线圈驱动单元与所述接触器的线圈相连；本发明具有可靠性高、无损耗、有效抑制涌流和火花、智能化、故障诊断全面精准等优点。

技术领域

本发明主要涉及电能表技术领域，具体涉及一种电能表用智能负荷开关及其控制方法和故障诊断方法。

背景技术

传统的电能表用低压负荷开关触头结构通常有两种：一是普通的接触器，其优点是稳态导通时无压降，能耗少，但是缺点却非常明显，在带负荷合闸瞬间，触头处往往会产生火花，并且浪涌电流非常大；带负荷拉闸时，触头又容易拉出电弧，造成咬死现象。另一种开关就是电力电子开关器件，常用的是双向晶闸管，通过过零投切可以大大减少浪涌电流、火花等现象，但是却因为存在导通压降，造成电路功耗较大，并且晶闸管在过零时存在死区电压，使得电压电流不连续，从而产生较大的谐波成份。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可靠性高、无损耗、有效抑制涌流和火花的电能表用智能负荷开关及其控制方法和故障诊断方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种电能表用智能负荷开关，包括微控制器、指令触发电路、晶闸管驱动单元、接触器线圈驱动单元、双向晶闸管、接触器和故障检测单元；所述双向晶闸管与所述接触器相互并联；所述微控制器的输出端与所述指令触发电路的输入端相连，所述指令触发电路的输出端分别与所述晶闸管驱动单元的输入端和接触器线圈驱动单元的输入端相连；所述晶闸管驱动单元的输出端与所述双向晶闸管的控制端相连；所述接触器线圈驱动单元与所述接触器的线圈相连；在负荷开关需接通时，双向晶闸管过零触发，双向晶闸管导通后短接接触器，进入稳态后接触器接通，延迟一段时间后，双向晶闸管关断；在负荷开关需关断时，双向晶闸管触发并进入稳态后，接触器接通后延迟一段时间后，双向晶闸管过零关断；

所述故障检测单元包括电网电压检测模块、晶闸管AK端电压检测模块、晶闸管DK端电压检测模块、触发脉冲检测模块和故障诊断模块；所述电网电压检测模块、晶闸管AK端电压检测模块、晶闸管DK端电压检测模块和触发脉冲检测模块均与所述故障诊断模块相连；所述电网电压检测模块用于检测电网电压；所述晶闸管AK端电压检测模块用于检测晶闸管阳极A与阴极K之间的电压；所述晶闸管DK端电压检测模块用于检测晶闸管门极D与阴极K之间的电压；所述触发脉冲检测模块用于检测晶闸管的触发脉冲；所述故障诊断模块用于根据电网电压、晶闸管阳极A与阴极K之间的电压、晶闸管门极D与阴极K之间的电压、触发脉冲判断晶闸管的状态。

优选地，还包括与所述双向晶闸管并联的RC阻容吸收电路，用于吸收开关过程中的瞬变电压和电流。

优选地，还包括电压互感器、电流互感器、模拟信号调理电路、多路模拟转换开关和通信电路；所述电压互感器和电流互感器分别与所述模拟信号调理电路的输入端相连，所述模拟信号调理电路的输出端与所述多路模拟转换开关的输入端相连，所述多路模拟转换开关的输出端与所述微控制器相连；所述通信电路与所述微控制器相连，用于实现与上端电能表及用电信息采集系统之间的数据交互。

优选地，还包括温度检测单元，用于检测所述双向晶闸管的温度。

本发明还公开了一种基于如上所述的电能表用智能负荷开关的控制方法，包括步骤：

在负荷开关需接通时，双向晶闸管过零触发，双向晶闸管导通后短接接触器，进入稳态后接触器接通，延迟一段时间后，双向晶闸管关断；