[发明专利]一种人工过零的应急电源静态开关装置及其控制方法

权利要求书

1.一种人工过零的应急电源静态开关装置，其特征在于，包括控制单元、信号采集单元、主电源晶闸管开关和备用电源晶闸管开关，所述控制单元与信号采集单元相接，所述主电源晶闸管开关和所述备用电源晶闸管开关均与控制单元相接，所述主电源晶闸管开关内设有主电路LC人工强制过零电路，所述控制单元包含主电源晶闸管驱动单元、备用电源晶闸管驱动单元、主电路LC人工强制过零电路驱动单元。

2.根据权利要求1所述的一种人工过零的应急电源静态开关装置，其特征在于，所述信号采集单元用于采集主电源电压和电流信号、备用电源的电压和电流信号以及该静态开关装置的输出电压和电流信号。

3.根据权利要求2所述的一种人工过零的应急电源静态开关装置，其特征在于，所述主电源晶闸管开关和所述备用电源晶闸管开关的输出端并接在一起接负载。

4.一种人工过零的应急电源静态开关装置的控制方法，其特征在于，用于权利要求3所述的人工过零的应急电源静态开关装置的控制方法，包括以下步骤：

S101、静态开关装置对主、备用电源进行锁相，通过采集到的主、备用电源电压信号，采用改进型双二阶广义积分进行软件锁相；

S102、主电源快速故障判断，对主电源电压进行CLARK、PARK变换，在dq坐标系下计算d轴、q轴分量平方和的均方根，此值为相压峰值，对此均方根进行判断，根据此值与额定值关系进行不同模式切换到备用电源；

S103、根据主电源电压判断故障类型后，决定是粗同步切换还是准同步切换，如果是粗同步切换，首先根据主电源电压相位判断是否需要进行人工过零，如果需要人工过零，再根据主电源电流方向决定LC谐振电路的投切开关工作，通过LC谐振电路的谐振电流实现主电源晶闸管人工过零，以满足切换时间低于10ms；如果是准同步切换，则根据主、备用电源锁相相位差来判断，当相位差小于3°时，关断主电源晶闸管驱动信号，同时使能备用电源晶闸管驱动信号，进行主、备用电源切换；

S104、主电源恢复工作，静态开关装置工作过程中，实时采集主电源电压信号，通过主电源三相电压有效进行判断主电源是否恢复正常，当主电源恢复正常是地，根据主、备用电源相位差进行判断，当相位差小于3°时，关断备用电源晶闸管驱动信号，同时使能主电源晶闸管驱动信号，由备用电源切换到主电源进行工作，为准同步切换；

S105、静态切换装置设置手动、自动工作模式，自动模式工作时，装置自动采集主、备用电源电压、电流信号并进行相应处理，自动判断主电源故障或者正常状态，并进行主、备用电源粗同步、准同步切换；手动工作模式时，根据主、备用电源电压状态由主电源粗同步或准同步切换到备用电源。

5.根据权利要求4所述的一种人工过零的应急电源静态开关装置，其特征在于，在对主、备用电源进行锁相时，先判断主、备用电源的相位，对于三相设备直接通过CLARK、PARK变换，在dq坐标系中进行软件锁相，对于单相设备，采用虚拟三相坐标进行CLARK、PARK变换，先在dq坐标系中进行软件锁相，再进行软件锁相。