[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

说明书

本发明公开了一种人工过零的应急电源静态开关装置及其控制方法，涉及双电源供电技术领域，解决了市场静态开关不能保证在10ms内进行主、备用电源切换问题，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，本发明提供了人工过零的应急电源静态开关装置设计及控制方案，静态开关装置为独立设备，无需应急电源作为备用电源进行跟踪主电源相位控制，静态开关装置根据主、备用电源状态进行粗同步、准同步切换，粗同步切换时通过LC人工过零实现10ms内快速切换。

技术领域

本发明涉及双电源供电技术领域，具体来说，涉及一种人工过零的应急电源静态开关装置及其控制方法。

背景技术

在化工、冶金、医院、消防、民航等重要负荷、敏感负荷需要配置双电源供电，当主电源异常要求通过双电源切换装置切换到备用电源，针对重要负荷，要求不间断供电，保证重要负荷不掉电重启，因而要求双电源切换装置切换时间控制在10ms以内，通常做法是备用电源采用UPS、EPS供电，同时UPS、EPS对电电源进行锁相，当主电源有电压暂降、电压掉电等故障时，关断主电源开关，通过晶闸管切换到备用电源，这种做法的前提是备用电源采用锁相同步技术的UPS、EPS电源，当备用电源为电网电源或者未采用锁相同步技术的逆变电源，考虑到负载特性及晶闸管的电流过零关断特性，不能保证静态切换开关在10ms内进行主、备用电源切换。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种人工过零的应急电源静态开关装置及其控制方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种人工过零的应急电源静态开关装置。

该人工过零的应急电源静态开关装置包括控制单元、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。

进一步的，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。

进一步的，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。

根据本发明的另一方面，提供了一种人工过零的应急电源静态开关装置的控制方法。

该人工过零的应急电源静态开关装置的使用，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；