固态切换开关(SSTS)是采用快速机械开关与自然冷却晶闸管阀并联的复合开关,其基本功能是当供电系统发生断电故障时快速切换供电电源(切换时间≦15ms),确保用户的连续供电。SSTS装置要保证切换的快速性和可靠性,且不能造成系统环流等故障,该装置集成了电力电子技术和高压开关技术。SSTS装置的研究工作主要包括以下关键技术:1)SSTS的系统设计与集成技术;2)SSTS主回路结构的研究;3)自冷式晶闸管阀的研究;4)高频送能及触发技术的研究;5)基于电磁斥力的快速机械开关;6)智能型脉冲电源的研究;7)SSTS控制保护策略以及检测算法的研究;9)SSTS控制系统的研究。
成果创新点
1、对快速检测算法和控制策略进行了研究。采用d-q变换检测算法和电流过零判断与开关状态并行检测的控制策略,保证了任何故障下,切换时间不超过15ms。
2、快速机械开关的设计:采用基于电磁斥力驱动的快速开关机构,实现了分闸时间2ms,合闸时间6ms;采用电容储能快速开关脉冲电源技术方案;采用光电转换技术实现开关状态的快速回报,延迟时间0.1ms。
3、阀体设计和触发设计:自冷式晶闸管阀的设计和基于恒流源的高频送能方式。
效益与应用:
本项目应用于航天五院卫星制造厂,是国内第一套10kVSSTS装置,填补了国内在该领域的空白,其主要参数指标已经达到国外现有的同类装置,达到了世界先进水平。