專利名稱：智能型快速電源換路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
智能型快速電源換路器技術(shù)領(lǐng)域-本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域和交、直流供電與配電領(lǐng)域，特別 是電源互投裝置。
技術(shù)背景關(guān)于供、配電系統(tǒng)雙電源切換裝置，目前較佳的為中國(guó)實(shí)用新型專利號(hào)為ZL200620168623.0，名稱為"快速雙電源切換器"的專利 產(chǎn)品。該產(chǎn)品在許多電路中的應(yīng)用，給用戶帶來(lái)節(jié)省設(shè)備投資、簡(jiǎn)化 系統(tǒng)、減少運(yùn)行維護(hù)工作量和延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等一系列益處。使系 統(tǒng)避免UPS設(shè)備長(zhǎng)期在線工作所造成的浪費(fèi)和所帶來(lái)的高熱隱患、減 少在線逆變所帶來(lái)的電網(wǎng)污染、提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性等。 但該專利產(chǎn)品仍存在不夠完善之處即該裝置只在工作電源消失或接 近消失(電壓極低)時(shí)才實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換路，對(duì)于電網(wǎng)電壓的偏移、跌落、 波動(dòng)、過(guò)高、過(guò)低、缺相、波形失真、網(wǎng)絡(luò)潮流等現(xiàn)象重視不夠。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述不足問(wèn)題，提供一種智能型快速電 源換路器，不但在主電消失情況下能可靠實(shí)現(xiàn)備用電源的快速自動(dòng)投 入，而且能在主電參數(shù)突然變差的情況下自動(dòng)完成主、備電的快速自 動(dòng)轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技述方案是智能型快速電 源換路器，涉及觸點(diǎn)式電源互投裝置和交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，輸入端具有 兩路及以上電源，每一路電源均有一組用于控制電源主回路的主觸點(diǎn)Cn (n二l、 2、 3……)，每組主觸點(diǎn)均并聯(lián)一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)Kn，各并 聯(lián)回路再并聯(lián)后與總輸出電源串聯(lián)，用于控制電源主回路的主觸點(diǎn) Cn和交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)Kn與智能型控制板IPC相連接，各路輸入電源 上裝有電源檢測(cè)儀表分別與智能型控制板相連接。所述輸出電源線上裝有電源監(jiān)視儀表IAc，電源監(jiān)視儀表工Ac與 智能型控制板IPC連接。所述輸入端具有兩路輸入電源的雙電源換路器，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)及無(wú)觸 點(diǎn)開(kāi)關(guān)均與智能型控制板IPC相連通，智能型控制板IPC還連接有電 源監(jiān)視儀表，電源監(jiān)視儀表IA1、 IA2分別裝在輸入電源線上。所述電源監(jiān)視儀表采用電壓變換器、電壓互感器或電流變換器、 智能型檢測(cè)模塊、模糊檢測(cè)模塊、AC/DC模塊、AC/AC模塊或變壓一 整流一濾波一取樣電路。所述智能型控制板IPC可以采用PLC，單片機(jī)、工控機(jī)或普通邏 輯控制電路。所述交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)Kl、 K2…Kn為可控硅模塊、IGBT模塊、IGCT 模塊或IPM模塊類電力電子器件。本實(shí)用新型不但適用于輸入電源為雙路且互為備用的情形，還適 用于輸入電源為兩路以上且互為備用的情形。能夠在主電源參數(shù)異常 而備用電源參數(shù)相對(duì)較好時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)主備電源的轉(zhuǎn)換(輸入為雙電 源的情形)。當(dāng)輸入電源為兩路以上時(shí)，如果工作電源參數(shù)變壞，系 統(tǒng)能自動(dòng)選擇備用電源中參數(shù)最優(yōu)者實(shí)現(xiàn)快速切換，具備智能檢測(cè)和 智能控制功能。可以使目標(biāo)負(fù)載盡量工作在技術(shù)參數(shù)相對(duì)較好的電源 下，從而改善負(fù)載工作電源的環(huán)境，進(jìn)一歩增加電負(fù)載工作的安全性 和可靠性，改善電負(fù)載的工作質(zhì)量，更有效地延長(zhǎng)負(fù)載的使用壽命。 可以填補(bǔ)市場(chǎng)空白。
圖1為現(xiàn)有快速雙電源換路器電路示意圖。 圖2為本實(shí)用新型雙路進(jìn)線電源的電路示意圖。 圖3為本實(shí)用新型多路進(jìn)線電源的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖2所示，輸入電源為雙路的智能型快速電源換路器，涉及 觸點(diǎn)式雙電源互投裝置和交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，觸點(diǎn)式雙電源互投裝置的 觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)Cl和C2分別并聯(lián)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)Kl和K2，交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K1、 K2可以采用可控硅模塊或IGBT模塊或IPM模塊類電力電子器件(包 括IGCT. GTR. GTO. P-0SFET等)，并聯(lián)回路與輸出電源串聯(lián)作為總輸 出，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)及無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)均與智能型控制板IPC相連通，智能型控 制板IPC可采用PLC，單片機(jī)、工控機(jī)或普通邏輯控制電路均可，兩 路輸入電源處裝設(shè)有智能型輸入電源監(jiān)視儀表IA1和IA2分別與智能 型控制板IPC相連接，電源輸出端裝設(shè)有智能型輸出電源監(jiān)視儀表 IAc (與智能型控制板相連接)，IA1 、 IA2和IAc可采用電壓變換器、 電壓互感器或電流變換器、智能型檢測(cè)模塊、模糊檢測(cè)模塊、AC/DC 或AC/AC模塊、變壓一整流一濾波一取樣電路等，能夠在線實(shí)時(shí)跟蹤 監(jiān)測(cè)電源參數(shù)(電壓、電流、頻率等)，并將跟蹤檢測(cè)到的電源參數(shù) 實(shí)時(shí)傳送給智能型控制板IPC。智能型控制板IPC能實(shí)時(shí)接收和處理 由IA1、 IA2、 IAc傳送來(lái)的電源參數(shù)，根據(jù)處理結(jié)果監(jiān)控和判斷工作 電源和備用電源的狀態(tài)、決定和控制工作電源與備用電源之間的自動(dòng) 切換。應(yīng)用時(shí)，當(dāng)兩路輸入電源有主備之分時(shí)可將智能型快速換路器的 兩通路設(shè)置成主備自動(dòng)恢復(fù)型工作方式，即平時(shí)輸出主電源，當(dāng)主電 源不正常(例如電壓過(guò)高、過(guò)低、跌落、偏移、波形畸變、出現(xiàn)潮 流等)或消失時(shí)自動(dòng)輸出備用電源，而當(dāng)主電源恢復(fù)正常時(shí)備用電源 自動(dòng)退出工作；當(dāng)兩路輸入電源均為市網(wǎng)電源且無(wú)主備之分時(shí)，可將智能型快速換路器的兩通路設(shè)置成不分主次的工作方式，即當(dāng)備用電 源接替工作電源后，不會(huì)在工作電源恢復(fù)時(shí)自動(dòng)退出工作狀態(tài)。除非 工作電源恢復(fù)后其相關(guān)參數(shù)明顯優(yōu)于備用電源。以1#電源工作2H電源備用為例說(shuō)明轉(zhuǎn)換過(guò)程正常情況下Cl觸點(diǎn)處于"通"態(tài)而C2處于"斷"態(tài)，交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)Kl和K2均處于關(guān)斷狀態(tài)，無(wú)電流通過(guò)，輸出端獲得的是1#電源。當(dāng)1#電源故障(參數(shù)變壞或電壓消失)時(shí)，智能型控制板IPC根據(jù)輸入電源監(jiān)視儀 表IA1的監(jiān)控信號(hào)迅速進(jìn)行智能判斷，根據(jù)判斷結(jié)果迅速控制無(wú)觸點(diǎn) 開(kāi)關(guān)Kl進(jìn)入"通"態(tài)，同時(shí)控制Cl進(jìn)入"斷"態(tài)，在智能判斷Cl 斷開(kāi)后，控制Kl與K2進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換，先令Kl進(jìn)入"斷"態(tài)，再令 K2進(jìn)入"通"態(tài)，瞬間完成備用電源對(duì)負(fù)載供電的接替工作，轉(zhuǎn)換 時(shí)間為0. 1-10MS可調(diào)。K2導(dǎo)通后，再由智能控制板IPC控制C2進(jìn) 入"通"態(tài)(保持)，等到C2由"斷"態(tài)轉(zhuǎn)為"通"態(tài)后(500-5000MS) 智能控制板IPC按給定的時(shí)間(略大于C2動(dòng)作的時(shí)間)控制K2還原 為"斷"態(tài)，長(zhǎng)期通電的工作由C2承擔(dān)。系統(tǒng)進(jìn)入2#電源代替1# 電源工作的狀態(tài)。當(dāng)1#電源恢復(fù)正常后，在智能型控制板IPC的智 能控制下，系統(tǒng)按照"K2通、C2斷、K2與Kl快速轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換時(shí)間 為0. 1-IOMS)、 Cl通(保持)、Kl斷"的順序還原為1#電源工作2# 電源備用的狀態(tài)。反之，如果2ft電源為工作電源而lft電源為備用電 源，則在2#電源參數(shù)指標(biāo)變壞時(shí)，在智能型控制板PC的控制下，系 統(tǒng)將按照"K2通、C2斷、K2與Kl快速轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換時(shí)間為0. 1-IOMS)、 Cl通、Kl斷"的順序完成1#電源接替2#電源工作的全過(guò)程。等2# 電源恢復(fù)正常后，在智能型控制板IPC的控制下，系統(tǒng)按照"K1通、 Cl斷、Kl與K2快速轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換時(shí)間為0. 1-IOMS)、 C2通(保持)、 K2斷"的順序還原為2#電源工作、lft電源備用的狀態(tài)。另外智能型輸出電源監(jiān)測(cè)儀表IAc還監(jiān)控負(fù)載短路，輸出端的防短路轉(zhuǎn)換也由IPC根據(jù)IAC的信號(hào)完成，即如果工作電源因輸出端 短路而掉閘，工PC會(huì)根據(jù)監(jiān)控儀表IAc的短路反映限制備用電源的自動(dòng)投入功能，從而防止將備用電源投入到故障狀態(tài)輸出電路上。
如圖3所示，當(dāng)供、配電系統(tǒng)為三路或多路時(shí)，在各路電源輸入 端均設(shè)用于監(jiān)控電源的智能型檢測(cè)儀表IA1、 IA2、…IAn ,各檢測(cè) 儀表與智能型控制板IPC相聯(lián)系，在各檢測(cè)儀表和智能型控制板的配 合控制下，智能型快速換路系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇當(dāng)前參數(shù)最佳的一路電源 作為主供電電源，而將其他各路電源置為備用電源。當(dāng)主供電電源參 數(shù)明顯不合格時(shí)，換路器會(huì)自動(dòng)將負(fù)載切換到備用電源中參數(shù)最佳的 一路電源上去。主電源和任意一路備用電源之間的自動(dòng)換路過(guò)程均與 兩路電源時(shí)主、備電源的換路過(guò)程相同。
權(quán)利要求1、智能型快速電源換路器，涉及觸點(diǎn)式電源互投裝置和交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，輸入端具有兩路以上電源，每一路電源均有一組用于控制電源主回路的主觸點(diǎn)(Cn)，n＝1、2、3……，每組主觸點(diǎn)均并聯(lián)一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(Kn)，各并聯(lián)回路再并聯(lián)后與總輸出電源串聯(lián)，其特征是用于控制電源主回路的主觸點(diǎn)(Cn)和交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(Kn)與智能型控制板(IPC)相連接，各路輸入電源上裝有電源檢測(cè)儀表分別與智能型控制板相連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型快速電源換路器，其特征是 輸出電源線上裝有電源監(jiān)視儀表(Iac)，電源監(jiān)視儀表(IAc)與智能型 控制板連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型快速電源換路器，其特征 是輸入端具有兩路輸入電源的雙電源換路器，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)及無(wú)觸點(diǎn)開(kāi) 關(guān)均與智能型控制板相連通，智能型控制板還連接有電源監(jiān)視儀表， 電源監(jiān)視儀表(IA1、 IA2)分別裝在輸入電源線上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型快速電源換路器，其特征 是電源監(jiān)視儀表(IA1、 IA2、 IA3)采用電壓變換器、電壓互感器或 電流變換器、智能型檢測(cè)模塊、模糊檢測(cè)模塊、AC/DC模塊、AC/AC 模塊或變壓一整流一濾波一取樣電路。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型快速電源換路器，其特征 是智能型控制板(IPC)可以采用PLC，單片機(jī)、工控機(jī)或普通邏輯 控制電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型快速電源換路器，其特征 是交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)(Kn)為可控硅模塊、IGBT模塊、IGCT模塊或IPM 模塊類電力電子器件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域和供配電系統(tǒng)。智能型快速電源換路器，涉及觸點(diǎn)式電源互投裝置和交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，輸入端具有兩路及以上電源，每一路電源均有一組用于控制電源主回路的主觸點(diǎn)Cn(n＝1、2、3……)，每組主觸點(diǎn)均并聯(lián)一個(gè)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)Kn，各并聯(lián)回路再并聯(lián)后與總輸出電源串聯(lián)，用于控制電源主回路的主觸點(diǎn)Cn和交流無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)Kn與智能型控制板IPC相連接，各路輸入電源上裝有電源檢測(cè)儀表分別與智能型控制板相連接。本實(shí)用新型能夠在主電源參數(shù)異常而備用電源參數(shù)相對(duì)較好時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)主備電源的轉(zhuǎn)換改善負(fù)載工作電源的環(huán)境，有效地延長(zhǎng)負(fù)載的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J9/06GK201146404SQ20082001035
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者孫毅彪 申請(qǐng)人:孫毅彪