CN101714774B - 一种变电站事故照明交直流电源自动切换装置 - Google Patents
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Abstract
一种变电站事故照明交直流电源自动切换装置，交流分压模块输出端接整流稳压模块输入端，整流稳压模块输出端连接光电耦合器的发光二极管正极，光电耦合器的发光二极管负极接地；直流分压模块输出端接功率开关管栅极，切换继电器线圈接于直流电源与功率开关管集电极之间；光电耦合器中光敏三极管的集电极以及三极管的集电极均连接于直流分压模块输出端与功率开关管的栅极的中间接点上，光电耦合器中光敏三极管的发射极连接三极管的基极，三极管的发射极接地；事故照明灯的两接头分别通过切换继电器的第一、第二常开接点连接直流电源的正、负极，正常交流照明灯的两接头分别通过切换继电器的第一、第二常闭接点连接交流电源的火、零线。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站事故照明交直流电源自动切换装置。
背景技术
国内外现在使用的工业、民用的不间断电源自动投切装置一般采用的是交直流继电器切换的模式，见图1所示为现有技术中不间断电源自动切换装置的结构图，事故照明灯L1连接在直流220V电源供电线路上，正常交流照明灯L2的两接头经联动开关K1-1、K1-2连接在交流220V电源的火线、零线上，交流接触器J1的线圈连接在220V交流电源上，交流接触器J1的第一、第二常闭接点J1-1、J1-2分别接在220V直流电源对事故照明灯L1供电的正、负极线路供电线路上，交流接触器J1的第一、第二常开接点J1-3、J1-4分别接在220V交流电源对正常交流照明灯L2供电的火线、零线上，平时，交流220V电源与直流220V电源同时供电时，交流接触器J1的线圈得电，交流接触器J1的第一、第二常闭接点J1-1、J1-2断开，而交流接触器J1的第一、第二常开接点J1-3、J1-4闭合，因此，只有交流220V电源时，经联动开关K1-1、K1-2对正常交流照明灯L2供电，一旦发生交流电停电，交流接触器J1的第一、第二常闭接点J1-1、J1-2恢复闭合，220V直流电源驱动事故照明灯L1点亮，不影响变电站值班员处理故障。此外，还有一指示灯L3并接在事故照明灯L1的两端，指示灯L3安装在控制面板上。实际运行中，这种交流接触器长期带电工作会造成可靠性降低、运行消耗电能高以及有交流噪声和产生电磁污染的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种变电站事故照明交直流电源自动切换装置。
一种变电站事故照明交直流电源自动切换装置，包括正常交流照明灯、事故照明灯，其中：还包括交流控制单元、直流控制单元，其中，交流控制单元包括交流分压模块、整流稳压模块、光电耦合器，直流控制单元包括直流分压模块、功率开关管、三极管、切换继电器；交流分压模块的输入端连接交流电源，交流分压模块的输出端连接整流稳压模块的输入端，整流稳压模块的输出端用于连接光电耦合器的发光二极管正极，光电耦合器的发光二极管负极接地；直流分压模块的输入端连接直流电源，直流分压模块的输出端连接功率开关管的栅极，切换继电器的线圈连接于直流电源与功率开关管的集电极之间，功率开关管的发射极接地；交流控制单元的光电耦合器与直流流控制单元的三极管构成复合开关管，光电耦合器中光敏三极管的集电极以及三极管的集电极均连接于直流分压模块输出端与功率开关管的栅极的中间接点上，光电耦合器中光敏三极管的发射极连接三极管的基极，三极管的发射极接地；事故照明灯的两接头分别通过切换继电器的第一、第二常开接点连接直流电源的正、负极，正常交流照明灯的两接头分别通过切换继电器的第一、第二常闭接点连接交流电源的火、零线。
所述的变电站事故照明交直流电源自动切换装置，其中：该自动切换装置还包括试验开关，该试验开关连接在交流分压模块与交流电源之间的供电线路上。
所述的变电站事故照明交直流电源自动切换装置，其中：该自动切换装置还包括故障应急开关，故障应急开关的一端连接功率开关管的集电极与切换继电器线圈之间的中间接点，故障应急开关的另一端接地。
本发明采用上述技术方案将达到如下的技术效果：
本发明的变电站事故照明交直流电源自动切换装置，只有交流电源供电时，交流电源通过切换继电器的第一、第二常闭接点驱动正常交流照明灯点亮；当只有直流电源供电时，直流电源驱动功率开关管导通，使切换继电器线圈得电，切换继电器的第一、第二常开接点吸合，直流电源驱动事故照明灯点亮，同时切换继电器的第一、第二常闭接点断开；交流、直流电源同时供电时，交流电源通过整流稳压模块及光电耦合器驱动三极管导通，直流电源的电压经直流分压模块分压后，加载在功率开关管栅极的电压不足以使功率开关管导通，切换继电器线圈不得电，交流电源通过切换继电器的第一、第二常闭接点驱动正常交流照明灯点亮。当交流电恢复供电后，事故照明灯自动退出，正常交流照明灯点亮。综上，本发明的变电站事故照明交直流电源自动切换装置具有如下优点，用电子守候式切换替代了老式的电气机械切换，提高了安全性能；电路设计简洁，可靠性能提高、故障率减小；没有大功率耗能元器件，节约能源；此外，交流电源正常时由于切换继电器不工作，电子守候驱动电路只流过几毫安电流，经长期运行调压试验，本发明的变电站事故照明交直流电源自动切换装置能在160V-310V电压范围内正常工作，故障率极低，非常适合于变电站长期运行的特点，运行可靠性好。
附图说明
图1为现有技术中不间断电源自动切换装置的电路原理图；
图2为本发明变电站事故照明交直流电源自动切换装置的电路原理图。
具体实施方式
一种变电站事故照明交直流电源自动切换装置，如图2所示，包括交流控制单元、直流控制单元、事故照明灯L1、正常交流照明灯L2，其中，交流控制单元包括试验按钮S1、保险电阻RU、用于防止雷电、供电系统高次谐波引起的过电闪压的压敏电阻RD1、分压电容C1和电阻R1、整流桥B、分压电阻R2、R3、R4、稳压二极管ZD1、光电耦合器T1、三极管Q1，试验按钮S1、保险电阻RU依次串接在220V交流电源的供电线路上，压敏电阻RD1连接在交流电源火、零线之间，分压电容C1和电阻R1构成的并联电路串接在保险电阻RU与整流桥B输入端之间，整流桥B的输出端依次串接分压电阻R2、R3、光电耦合器T1的发光二极管侧输入端，稳压二极管ZD1连接在分压电阻R2、R3的中间接点与地之间，分压电阻R4连接在分压电阻R3、光电耦合器T1发光二极管侧输入端的中间接点与地之间，光电耦合器T1中发光二极管负极接地。
直流控制单元包括直流分压模块、IGBT功率开关管GT1、三极管Q1，故障应急开关K3、切换继电器J2；直流分压模块包括导向二极管D1、分压电阻R5、R6、R7、稳压二极管ZD2，导向二极管D1、分压电阻R7、R6、R5依次串接在220V直流电源的正极，IGBT功率开关管GT1的栅极连接分压电阻R6、R5的中间接点A点，稳压二极管ZD2连接在A点与地之间，IGBT功率开关管GT1的发射极接地，切换继电器J2的线圈连接于直流电源与IGBT功率开关管GT1的集电极之间，二极管D2并接在切换继电器J2的线圈两端，二极管D2的正极连接IGBT功率开关管GT1的集电极；事故照明灯L1的两接头分别通过切换继电器J2的第一、第二常开接点J2-1、J2-2连接220V直流电源的正、负极；
220V交流电源对正常交流照明灯L2供电的火线、零线上分别串接切换继电器J2的第一、第二常闭接点J2-3、J2-4，联动开关K2-1、K2-2；此外，事故照明灯L1两端还并接有由LED发光管LED1和分压电阻R8串接的指示电路，LED发光管LED1与试验按钮S1、故障应急开关K3均设置在控制面板上，方便操作人员控制和查看事故照明灯L1的供电状态。
光电耦合器T1与三极管Q1构成复合开关管，光电耦合器T1中光敏三极管的集电极以及三极管Q1的集电极均连接于分压电阻R6、R5的中间接点A点上，光电耦合器T1中光敏三极管的发射极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地。
交流电源供电时，交流电源通过电容C1和并联的电阻R1分压、整流桥B整流、电阻R2、R3、R4再次分压和稳压二极管ZD1稳压后，驱使光电耦合器T1中的发光二极管发光，光电耦合器T1中光敏三极管得光和外部的三极管Q1组成的复合管导通，使A点电压降为0.7V，220V直流电压几乎全加载在电阻R7、R6上，IGBT功率开关管GT1处于截止状态，切换继电器J2的线圈不得电，处于守候状态，交流电源通过切换继电器J2的第一、第二常闭接点J2-3、J2-4经联动开关K2驱动正常交流照明灯L2点亮，切换继电器J2的第一、第二常开接点J2-1、J2-2处于断开状态，事故照明灯L1熄灭；当失去交流电源供电时，直流电源通过分压电阻R6、R7分压后的电压足以驱动IGBT功率开关管GT1导通，切换继电器J2的线圈得电，切换继电器J2的第一、第二常开接点J2-1、J2-2吸合，直流电源驱动事故照明灯L1点亮，LED发光管LED1发光指示，同时切换继电器J2的第一、第二常闭接点J2-3、J2-4断开。
此外，平时，在交流电正常时，将故障应急开关K3断开，当交流电失电，该装置又发生故障时可合上应急开关K3，切换继电器J2的线圈得电，通过直流电源对事故照明灯L1供电；试验开关S1是用于试验该装置及事故照明灯L1是否正常，断开试验开关S1，复合开关管截止，如果直流电源正常供电，则事故照明灯L1点亮，如果事故照明灯L1不亮，说明直流电源及直流控制单元出现故障；定期通过试验开关S1对交、直流控制单元进行检测，便于及时发现故障。
可见，在交流电停电的情况下，本发明的变电站事故照明交直流电源自动切换装置能够通过直流电源驱动事故照明灯点亮，使变电站值班员及时处理故障。
综上，本发明的变电站事故照明交直流电源自动切换装置具有如下优点，用电子守候式切换替代了老式的电气机械切换，提高了安全性能；电路设计简洁，可靠性能提高、故障率减小；没有大功率耗能元器件，节约能源；此外，交流电源正常时由于切换继电器J2不工作，电子守候驱动电路只流过几毫安电流，经长期运行调压试验，本发明的变电站事故照明交直流电源自动切换装置能在160V-310V电压范围内正常工作，故障极少，这个守候驱动电路非常适合于变电站长期运行的特点，运行可靠性能高。当交流电恢复后，直流事故照明灯自动退出，交流灯点亮。
Claims (3)
1.一种变电站事故照明交直流电源自动切换装置，包括正常交流照明灯、事故照明灯，其特征在于：还包括交流控制单元、直流控制单元，其中，交流控制单元包括交流分压模块、整流稳压模块、光电耦合器，直流控制单元包括直流分压模块、功率开关管、三极管、切换继电器；交流分压模块的输入端连接交流电源，交流分压模块的输出端连接整流稳压模块的输入端，整流稳压模块的输出端用于连接光电耦合器的发光二极管正极，光电耦合器的发光二极管负极接地；直流分压模块的输入端连接直流电源，直流分压模块的输出端连接功率开关管的栅极，切换继电器的线圈连接于直流电源与功率开关管的集电极之间，功率开关管的发射极接地；交流控制单元的光电耦合器与直流流控制单元的三极管构成复合开关管，光电耦合器中光敏三极管的集电极以及三极管的集电极均连接于直流分压模块输出端与功率开关管的栅极的中间接点上，光电耦合器中光敏三极管的发射极连接三极管的基极，三极管的发射极接地；事故照明灯的两接头分别通过切换继电器的第一、第二常开接点连接直流电源的正、负极，正常交流照明灯的两接头分别通过切换继电器的第一、第二常闭接点连接交流电源的火、零线。
2.如权利要求1所述的变电站事故照明交直流电源自动切换装置，其特征在于：该自动切换装置还包括试验开关，该试验开关连接在交流分压模块与交流电源之间的供电线路上。
3.如权利要求1所述的变电站事故照明交直流电源自动切换装置，其特征在于：该自动切换装置还包括故障应急开关，故障应急开关的一端连接功率开关管的集电极与切换继电器线圈之间的中间接点，故障应急开关的另一端接地。
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