CN107845519A - 双电源自动转换开关及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双电源自动转换开关。所述双电源自动转换开关包括控制单元以及至少两个执行开关，每个执行开关的合闸驱动机构与驱动电源之间均串接一个合闸控制开关和一个电气联锁电路；所述合闸控制开关的控制端与控制单元连接；所述电气联锁电路的通断状态与除所在执行开关以外的其它执行开关的通断状态相关联：当其它执行开关至少有一个为断开状态时，所述电气联锁电路导通，否则，电气联锁电路断开；每个执行开关还具有一个与该执行开关的电气联锁电路并联的旁路控制开关，旁路控制开关的控制端与控制单元连接。本发明还公开了所述双电源自动转换开关的控制方法。本发明可用一套转换开关实现两种电源转换模式，且结构简单，实现方便。

Description

双电源自动转换开关及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种双电源自动转换开关，属于低压电器技术领域。

背景技术

传统自动转换开关为保证供电可靠性，防止自动转换开关在转换过程中两路电源短路，一般均设置有电气联锁电路，按照先分后合执行转换。图1为双电源自动转换开关传统的电气联锁电路，两个执行开关只能一个合闸，每个执行开关的合闸线圈回路串接另一个执行开关的常闭辅助触头，仅当另一个执行开关处于断开状态时，合闸信号才能到达该执行开关的合闸线圈，控制开关合闸。

在实际应用中，有些负载在运行中不允许停电，在预知一路电源停电的情况下要求实现并联转换，在种情况下，自动转换开关不能有电气联锁电路，按照先合后分执行转换，如图2所示，执行开关的合闸线圈回路直接受控制单元控制，在一路执行开关合闸的情况下，控制单元可控制继电器R1或继电器R2吸合，控制另一路开关合闸，然后再控制一路开关分闸，实现负载不停电转换。

上述两种方案的实现需要两种自动转换开关，一种为带有电气联锁电路的自动转换开关，一种为不带电气联锁的自动转换开关。而在实际应用中还存在某些特定的应用场合，在不允许断电负载未启用情况下为非并联转换，需要有带电气联锁，即非并联转换模式；在不允许断电负载启用情况下为并联转换，不能有电气联锁，即并联转换模式。目前尚未看到有此类自动转换开关在市场上出现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种双电源自动转换开关，可根据需要灵活地选择并联转换模式和非并联转换模式这两种电源转换模式。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种双电源自动转换开关，包括控制单元以及至少两个执行开关，每个执行开关的合闸驱动机构与驱动电源之间均串接一个合闸控制开关和一个电气联锁电路；所述合闸控制开关的控制端与控制单元连接；所述电气联锁电路的通断状态与除所在执行开关以外的其它执行开关的通断状态相关联：当其它执行开关至少有一个为断开状态时，所述电气联锁电路导通，否则，电气联锁电路断开；每个执行开关还具有一个与该执行开关的电气联锁电路并联的旁路控制开关，旁路控制开关的控制端与控制单元连接。

优选地，所述执行开关为三个，其中两个执行开关分别为主、备电源的进线开关，另一个执行开关为母联开关。

优选地，执行开关的合闸驱动机构为电磁线圈。

优选地，所述合闸控制开关为继电器。

优选地，所述电气联锁电路由除所在执行开关以外的其它执行开关的常闭辅助触头并联而成。

优选地，所述旁路控制开关为继电器。

如上任一技术方案所述双电源自动转换开关的控制方法，控制单元可设置并联转换模式和非并联转换模式，在并联转换模式下，控制单元在检测到满足转换条件时，先控制所有旁路开关导通，再经短延时后控制合闸控制开关闭合，转换完成后控制所有旁路控制开关断开；在非并联转换模式下，控制单元控制旁路开关断开，在检测到满足转换条件时控制合闸控制开关闭合。

进一步地，在不进行电源转换的情况下，控制单元控制所有旁路控制开关断开。

相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：

本发明利用旁路控制开关来实现电气联锁电路使用与否的灵活控制，可用一套转换开关实现并联转换模式、非并联转换模式这两种电源转换模式，且结构简单，实现方便。

附图说明

图1为一种现有带电气联锁电路的双电源自动转换开关；

图2为一种现有不带电气联锁电路的的双电源自动转换开关；

图3为本发明的原理示意图；

图4为双电源自动转换开关结构示意图；

图5为本发明双电源自动转换开关的控制部分电路示意图；

图6为两进线一母联双电源自动转换开关的结构示意图；

图7为现有两进线一母联双电源自动转换开关的控制部分电路示意图；

图8为本发明两进线一母联双电源自动转换开关的控制部分电路示意图。

具体实施方式

针对现有双电源自动转换开关无法同时实现并联转换模式和非并联转换模式的不足，本发明的思路是对现有带电气联锁电路的双电源自动转换开关进行改进，如图3所示，利用与电气联锁电路并联的旁路控制开关来实现电气联锁电路投入和撤销的控制，从而可根据需要灵活地选择并联转换模式和非并联转换模式这两种电源转换模式。

具体而言，本发明双电源自动转换开关包括控制单元以及至少两个执行开关，每个执行开关的合闸驱动机构与驱动电源之间均串接一个合闸控制开关和一个电气联锁电路；所述合闸控制开关的控制端与控制单元连接；所述电气联锁电路的通断状态与除所在执行开关以外的其它执行开关的通断状态相关联：当其它执行开关至少有一个为断开状态时，所述电气联锁电路导通，否则，电气联锁电路断开；每个执行开关还具有一个与该执行开关的电气联锁电路并联的旁路控制开关，旁路控制开关的控制端与控制单元连接。

所述双电源自动转换开关可以是采用两个执行开关的常规结构；也可以是两进线一母联结构，即所述执行开关为三个，其中两个执行开关分别为主、备电源的进线开关，另一个执行开关为母联开关。

所述执行开关可采用现有自动转换开关中所使用的各类执行开关，优选采用电磁式执行开关，即采用电磁线圈作为执行开关的合闸驱动机构。

所述合闸控制开关和旁路控制开关可采用继电器、接触器、电子开关等各种形式的可控开关，优选使用继电器。

所述电气联锁电路可采用现有自动转换开关中所使用的各类电气联锁电路，优选地，所述电气联锁电路由除所在执行开关以外的其它执行开关的常闭辅助触头并联而成。

上述自动转换开关具有非并联转换和并联转换这两种模式，在非并联转换模式时，自动转换开关中的控制单元控制旁路控制开关断开，此时具有电气联锁；在并联转换控制模式时，自动转换开关中的控制单元控制旁路控制开关导通，此时无电气联锁。所述旁路控制开关正常情况下处于断开状态，自动转换开关仅在需要并联转换时控制旁路控制开关导通，并联转换完毕后控制旁路控制开关断开。

为便于公众理解，下面以两个具体实施例来对本发明技术方案进行进一步详细说明。

第一个实施例为具有两个执行开关的双电源自动转换开关。如图4所示，双电源自动转换开关利用分别串接于常用电源回路、备用电源回路中的执行开关S1、S2的通断控制来实现主备电源的转换。

本发明双电源自动转换开关的控制部分电路如图5所示，执行开关S1、S2的合闸线圈S1_X、S2_X分别串接于驱动电源的L端和N端之间；旁路控制继电器R_P1的常开触点与执行开关S2的常闭辅助触头S2_AX并联后再与控制继电器R1的常开触点串联连接后串接于合闸线圈S1_X与驱动电源之间，控制单元分别对控制继电器R1和旁路控制继电器R_P1进行控制；同理，旁路控制继电器R_P2的常开触点与执行开关S1的常闭辅助触头S1_AX并联连接后再与控制继电器R2的常开触点串联连接后串接于合闸线圈S2_X与驱动源之间，控制单元分别对控制继电器R2和旁路控制继电器R_P2进行控制；控制单元根据设定的转换模式即非并联转换或并联转换，执行不同的控制逻辑，若转换模式为非并联转换，则控制单元控制旁路控制继电器R_P1、R_P2的常开触点都处于断开状态，电气联锁电路起作用，此时的电气联锁原理为：控制单元通过控制控制继电器R1接通执行开关S1的合闸线圈S1_X，使执行开关Sl闭合，通过控制控制继电器R2接通执行开关S2的闭合线圈S2_X，使执行开关S2闭合，执行开关Sl闭合回路中串入了执行开关S2的常闭辅助触头S2_AX，当执行开关S2断开时常闭辅助触头S2_AX闭合，此时才能闭合执行开关S1；同理，只有当执行开关S1分断时才能闭合执行开关S2；执行开关S1，S2任何时候都不可能同时闭合，这样就实现了电气联锁功能。

若转换模式为并联转换，则控制单元控制旁路继电器R_P1、R_P2吸合，将电气联锁电路旁路，从而实现并联转换。

转换模式为非并联转换时，控制单元根据电源异常情况执行转换逻辑，转换遵循两个执行开关先分后合的原则，电气联锁电路确保遵循这一转换原则，若控制单元因未知故障发出了错误的信号，如同时将控制继电器R1、R2吸合，则因有电气联锁电路的存在，也仅有在一个执行开关断开状态下，另一个执行开关才能接收到合闸信号而合闸，保证了转换可靠性；转换模式为并联转换时，则旁路控制继电器R_P1、R_P2吸合，从而旁路电气联锁电路，电气联锁电路失效，此刻，控制单元可要求实行并联转换，转换遵循两个执行开关先合后分的原则，在执行开关S1处于合闸状态时，控制单元控制继电器R2吸合，执行开关S2合闸，控制单元在检测到执行开关S2合闸后控制执行开关S1断开，实现并联转换，确保负载不断电；同理，在执行开关S2处于合闸状态时，控制单元控制继电器R1吸合，执行开关S1合闸，控制单元在检测到执行开关S1合闸后控制执行开关S2断开，实现并联转换，确保负载不断电。

图6为两进线一母联结构的双电源自动转换开关，其包括两个分别作为主、备电源进线开关的执行开关S1、S2，以及作为母联开关的执行开关S3。图7显示了现有两进线一母联结构双电源自动转换开关的控制部分，S1～S3这三个执行开关的合闸线圈S1_X～S3_X的电源回路中串接有相应的控制继电器R1～R3及电气联锁电路，执行开关S1的电气联锁电路由执行开关S2、S3的常闭辅助触头S2_AX、S3_AX并联构成，执行开关S2的电气联锁电路由执行开关S1、S3的常闭辅助触头S1_AX、S3_AX并联构成，执行开关S3的电气联锁电路由执行开关S1、S2的常闭辅助触头S1_AX、S2_AX并联构成。对于任何一个执行开关，当其它两个执行开关至少有一个为断开状态时，所述电气联锁电路导通，否则，电气联锁电路断开；这样就保证了三个执行开关不能同时合闸，以防止两路电源连通。

图8显示了本发明两进线一母联结构双电源自动转换开关的控制部分。执行开关S1、S2、S3的合闸线圈S1_X、S2_X、S3_X分别串接于驱动电源的L端和N端之间；旁路控制继电器R_P1的常开触点与执行开关S2的常闭触点、执行开关S3的常闭触点并联连接后再与合闸控制继电器R1的常开触点串联连接后串接于合闸线圈S1_X与驱动电源之间，控制单元分别对合闸控制继电器R1和旁路控制继电器R_P1进行控制；同理，旁路控制继电器R_P2的常开触点与执行开关S1的常闭触点、执行开关S3的常闭触点并联连接后再与合闸控制继电器R2的常开触点串联连接后串接于合闸线圈S2_X与驱动电源之间，控制单元分别对合闸控制继电器R2和旁路控制继电器R_P2进行控制；同理，旁路控制继电器R_P3的常开触点与执行开关S1的常闭触点、执行开关S2的常闭触点并联连接后再与合闸控制继电器R3的常开触点串联连接后串接于合闸线圈S3_X与驱动电源之间，控制单元分别对合闸控制继电器R3和旁路控制继电器R_P3进行控制；控制单元根据设定的转换模式即非并联转换或并联转换，执行不同的控制逻辑；

若转换模式为非并联转换，则控制旁路控制继电器R_P1、R_P2、R_P3的常开触点都处于断开状态，电气连锁电路起作用，此时的电气连锁原理为：控制单元通过控制控制继电器R1接通执行开关S1的合闸线圈S1_X，使执行开关Sl闭合，鉴于合闸线圈S1_X回路中串接有并联连接的执行开关S2常闭辅助触头与执行开关S3常闭辅助触头，仅当执行开关S2常闭辅助触头与执行开关S3常闭辅助触头至少有一个闭合时，即执行开关S2、执行开关S3至少有一个断开时，执行开关S1才能合闸，从而避免出现三个执行开关同时合闸的现象，实现电气连锁；同理，通过控制控制继电器R2接通执行开关S2的闭合线圈S2_X，使执行开关S2闭合，鉴于合闸线圈S2_X回路中串接有并联连接的执行开关S1常闭辅助触头与执行开关S3常闭辅助触头，仅当执行开关S1常闭辅助触头与执行开关S3常闭辅助触头至少有一个闭合时，即执行开关S1、执行开关S3至少有一个断开时，执行开关S2才能合闸，从而避免出现三个执行开关同时合闸的现象，实现电气连锁；通过控制控制继电器R3接通执行开关S3的闭合线圈S3_X，使执行开关S3闭合，鉴于合闸线圈S3_X回路中串接有并联连接的执行开关S1常闭辅助触头与执行开关S2常闭辅助触头，仅当执行开关S1常闭辅助触头与执行开关S2常闭辅助触头至少有一个闭合时，即执行开关S1、执行开关S2至少有一个断开时，执行开关S1才能合闸，从而避免出现三个执行开关同时合闸的现象，实现电气连锁；

若转换模式为并联转换，则控制单元控制旁路继电器R_P1、R_P2、R_P3吸合，将电气联锁电路旁路，控制单元可通过控制继电器R1、R2、R3直接控制对应的合闸线圈S1_X、S2_X、S3_X，通过执行先合后分的原则实现并联转换。

转换模式为非并联转换时，控制单元根据电源异常情况执行转换逻辑，转换遵循先分后合的原则，电气联锁电路确保遵循这一转换原则，若控制单元因未知故障发出了错误的信号，如同时将控制继电器R1、R2、R3吸合，则因有电气联锁电路的存在，也仅至少有在一个执行开关断开状态下，其它执行开关才能接收到合闸信号而合闸，保证了转换可靠性；转换模式为并联转换时，则旁路控制继电器R_P1、R_P2吸合，从而旁路电气联锁电路，电气联锁电路失效，此刻，控制单元可要求实行并联转换，转换遵循先合后分的原则，若原常备用电源均正常，自动转换开关处于S1、S2合闸、S3分闸状态下，当常用电源出现欠压异常时，控制单元控制继电器R3吸合，执行开关S3合闸，控制单元在检测到执行开关S3合闸后控制执行开关S1断开，实现并联转换，确保负载不断电；同理，若原常备用电源均正常，自动转换开关处于S1、S2合闸、S3分闸状态下，当备用电源出现欠压异常时，控制单元控制继电器R3吸合，执行开关S3合闸，控制单元在检测到执行开关S3合闸后控制执行开关S2断开，实现并联转换，确保负载不断电。

根据以上实施例可发现本发明技术方案只需要对现有双电源自动转换开关的软硬件进行少量简单改动即可实现，具有很高的应用价值。

Claims (8)

1.一种双电源自动转换开关，包括控制单元以及至少两个执行开关，每个执行开关的合闸驱动机构与驱动电源之间均串接一个合闸控制开关和一个电气联锁电路；所述合闸控制开关的控制端与控制单元连接；所述电气联锁电路的通断状态与除所在执行开关以外的其它执行开关的通断状态相关联：当其它执行开关至少有一个为断开状态时，所述电气联锁电路导通，否则，电气联锁电路断开；其特征在于，每个执行开关还具有一个与该执行开关的电气联锁电路并联的旁路控制开关，旁路控制开关的控制端与控制单元连接。

2.如权利要求1所述所述双电源自动转换开关，其特征在于，所述执行开关为三个，其中两个执行开关分别为主、备电源的进线开关，另一个执行开关为母联开关。

3.如权利要求1或2所述双电源自动转换开关，其特征在于，执行开关的合闸驱动机构为电磁线圈。

4.如权利要求1或2所述双电源自动转换开关，其特征在于，所述合闸控制开关优选为继电器。

5.如权利要求1或2所述双电源自动转换开关，其特征在于，所述电气联锁电路由除所在执行开关以外的其它执行开关的常闭辅助触头并联而成。

6.如权利要求1或2所述双电源自动转换开关，其特征在于，所述旁路控制开关为继电器。

7.如权利要求1～6任一项所述双电源自动转换开关的控制方法，其特征在于，控制单元可设置并联转换模式和非并联转换模式，在并联转换模式下，控制单元在检测到满足转换条件时，先控制所有旁路开关导通，再经短延时后控制合闸控制开关闭合，转换完成后控制所有旁路控制开关断开；在非并联转换模式下，控制单元控制旁路开关断开，在检测到满足转换条件时控制合闸控制开关闭合。

8.如权利要求7所述控制方法，其特征在于，在不进行电源转换的情况下，控制单元控制所有旁路控制开关断开。