CN110138078A - 10kv双电源备自投自动切换装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种10KV双电源备自投自动切换装置以及方法，涉及电力系统技术领域，解决了现有的高压柜虽然实现了双电源供电，但是在实际切换双电源的过程中还是通过人为操作的方式来实现，较为麻烦且在无人在现场的时候，容易耽误高压柜的正常使用的问题，其包括：主供电装置，设置于高压柜内以实现供电；第一判断装置，耦接于主供电装置以用于检测主供电装置的供电情况并输出第一判断信号；备用供电装置，耦接于第一判断装置以接收第一判断信号并响应于第一判断信号以实现继续供电于高压柜。本发明，实现了双电源的自动切换，一方面减少了人为的参与，另一方面保证了高压柜使用的稳定性。

Description

10KV双电源备自投自动切换装置以及方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其是涉及一种10KV双电源备自投自动切换装置以及方法。

背景技术

目前环网配电方式是一种安全可靠的城网配电方式，已经广泛应用于城乡电力传输网络，如开闭所、无人值守箱式变电站、住宅小区、大厦以及大中型企业中。在这些配电中出线单元一般采用负荷开关给用户设备供电。

国家电网制定了智能配电网建设方案，包括配电自动化、调控一体化、分布式能源接入、信息标准化等，并大力推广“三双”接线应用，用以提高供电可靠性，减少故障次数和故障停电时间。三双即“双电源、双线路、双接入。”因此，双电源供电变得尤其重要。

现有的高压柜虽然实现了双电源供电，但是在实际切换双电源的过程中还是通过人为操作的方式来实现，较为麻烦且在无人在现场的时候，容易耽误高压柜的正常使用，还有改进的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种10KV双电源备自投自动切换装置。实现了双电源的自动切换，一方面减少了人为的参与，另一方面保证了高压柜使用的稳定性。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种10KV双电源备自投自动切换装置，包括：

主供电装置，设置于高压柜内以实现供电；

第一判断装置，耦接于主供电装置以用于检测主供电装置的供电情况并输出第一判断信号；

备用供电装置，耦接于第一判断装置以接收第一判断信号并响应于第一判断信号以实现继续供电于高压柜。

通过采用上述技术方案，通过主供电装置、第一判断装置的设置可以有效判断主供电装置是否开启供电，在判断主供电装置未开启供电的前提下，通过第一判断装置、备用供电装置进行及时切换，以便于高压配电柜能够持续保持工作状态。

本发明进一步设置为：10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于第一判断装置以接收第一判断信号并响应于第一判断信号以延时切断主供电装置的第一延时电路。

通过采用上述技术方案，通过第一延时电路的设置，可以避免主供电装置过快切断，以至于断电过快，对高压柜的正常使用造成负担，甚至于造成高压柜无法正常工作。

本发明进一步设置为：10KV双电源备自投自动切换装置还包括设置于第一延时电路和备用供电装置之间以接收第一延时信号并响应于第一延时信号以延时启动备用供电装置的第二延时电路。

通过采用上述技术方案，通过在第一延时电路和备用供电装置之间设置的第二延时电路，可以有效避免备用供电装置过快启动，对高压柜的正常使用造成冲击，甚至于影响高压柜无法正常使用。

本发明进一步设置为：10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于备用供电装置以用于检测备用供电装置的输出电压的第二判断装置、同时耦接于第一判断装置以及第二判断装置以分别接收第一判断信号和第二判断信号并输出启闭信号至主供电装置以实现主供电装置启闭的启闭装置；

当且第二判断装置判断备用供电装置处于启动状态且第一判断装置判断主供电装置继续供电，则关闭备用供电装置，同时开启主供电装置。

通过采用上述技术方案，通过第二判断装置、启闭装置的结合设置可以在备用供电装置供电于高压柜而主供电装置恢复正常的时候，能够及时恢复到主供电装置供电。

本发明进一步设置为：10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于启闭装置以接收启闭信号并延时输出启闭信号至备用供电装置以延时关闭备用供电装置的第三延时电路。

通过采用上述技术方案，通过第三延时电路的设置可以有效延时备用供电装置的关闭，避免备用供电装置单独即时关闭对高压柜的正常使用造成影响。

本发明进一步设置为：10KV双电源备自投自动切换装置还包括启闭装置以接收启闭信号并延时输出启闭信号至主供电装置的第四延时电路，其中第四延时电路的延时时间超过第三延时电路的延时时间。

通过采用上述技术方案，通过第四延时电路的设置有效预留出相应的反应时间给到高压柜，以避免过快启动主电源装置对高压柜造成影响。

本发明进一步设置为：一种10KV双电源备自投自动切换方法，包括以下步骤：

步骤S1：正常运行时，主供电装置的电源进线处于工作位供电，备用供电装置的进线处于试验位备用，两路进线均有电压；

步骤S2：主供电装置的电源进线失电，若干秒后跳第一断路器，若干秒后自动遥出第一断路器手车，第一断路手车到试验位后若干秒后自动遥进第二断路器手车，第二断路器手车到工作位后若干秒后自动合闸第二短断器，由备用供电装置供电；

步骤S3：主供电装置的进线来电后若干秒后跳第二断路器，若干秒后自动遥出第二断路器手车，第二断路手车到试验位后若干秒后自动遥进第一断路器手车，第一断路器手车到工作位若干秒后自动合闸第一断路器，自动恢复主供电装置的供电。

通过采用上述技术方案，通过步骤S1、步骤S2、步骤S3的设置有效实现了对高压柜的自动双电源切换，且在切换过程中减少对高压柜的正常使用造成影响。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.有效实现了双电源的自动切换，减少了人为的参与；

2.有效保证了在双电源切换的过程中不会对高压柜的正常使用造成影响。

附图说明

图1是本发明10KV双电源备自投自动切换装置的逻辑连接示意图。

图2是本发明10KV双电源备自投自动切换装置中第一电源电压检测判断模块和第二电源电压检测判断模块的具体电路示意图。

图3是本发明10KV双电源备自投自动切换装置的整体框架示意图。

图4是本发明10KV双电源备自投自动切换方法的步骤示意图。

图中，1、主供电装置；2、第一判断装置；3、备用供电装置；4、第一延时电路；5、第二延时电路；6、第二判断装置；7、启闭装置；8、第三延时电路；9、第四延时电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1、3，为本发明公开的一种10KV双电源备自投自动切换装置，包括设置于高压柜内以实现供电的主供电装置1、耦接于主供电装置1以用于检测主供电装置1的供电情况并输出第一判断信号的第一判断装置2、耦接于第一判断装置2以接收第一判断信号并响应于第一判断信号以实现继续供电于高压柜的备用供电装置3，本发明主要应用在高压柜中，高压柜一般分为主供柜和备供柜，主供柜和备供柜较为接近，均由电源端、负荷端以及断路器组成,其主供柜和备供柜之间的通信控制可由PLC控制柜设置实现，PLC控制柜具有设置跳主供延时时间、合主供延时时间、跳备供延时时间、合合供延时时间的功能。

其中第一判断装置2包括断路器QF1、第一电源电压检测判断模块，断路器QF1一端连接于高压柜另一端连接于主供电装置1，此处断路器QF1的设置用于欠电压保护，欠电压保护即在电压下降到最小允许值时需要切断电源。

如图2所示，第一电源电压检测判断模块包括第一电压传感器、反相输入端连接于第一电压传感器的电压比较器A2、一端连接于电源VCC的电阻R4、一端连接于电阻R4且另一端接地的滑动变阻器RP2、基极连接于电压比较器A2的输出端的三极管Q1、一端接地且另一端连接于三极管Q1发射极的继电器KM1，三极管Q1为NPN型且型号为S9014，继电器KM1的型号为HH52P，此处通过滑动滑动变阻器RP2可以改变预设基准电压，第一电压传感器的型号优选为DVM4200。

具体应用过程如下:

首先通过第一电压传感器检测主供电装置1的输出电压，在输出电压低于预设基准电压的时候，电压比较器A1将会输出高电平，触发三极管Q1导通，从而导致继电器KM1得电导通，当继电器KM1导通的时候将会触发受控于继电器KM1的开关KM1-1、开关KM1-2、开关KM1-3触发关闭，其中当开关KM1-3闭合的时候，即有效保证了高压柜和主供电装置1在断路器QF1断路的时候也能保持高压柜和主供电装置1之间保持连接，KM1-3处于常开状态，KM1处于常闭状态以保证时间继电器KT1的正常触发导通。

考虑到在实际应用过程中需要预留出一定时间让高压柜对主供电装置1的断电进行适应，10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于第一判断装置2以接收第一判断信号并响应于第一判断信号以延时切断主供电装置1的第一延时电路4，此处第一延时电路4可以是一端接地且另一端连接于电源VCC的时间继电器KT1，也可以是设置于PLC中用于控制时间的模块，时间继电器KT1的型号优选为H3Y-2。

考虑到在完成主供电装置1供电后能够在一定时间内启动备用供电装置3，10KV双电源备自投自动切换装置还包括设置于第一延时电路4和备用供电装置3之间以接收第一延时信号并响应于第一延时信号以延时启动备用供电装置3的第二延时电路5，第二延时电路5可以为一端连接于受控于时间继电器KT1的开关KT1-2且另一端接地的时间继电器KT2，也可以是设置于PLC中用于控制时间的模块。

上述电路中，断路器QF1和开关SB1、开关SB2为电气联动设置，具体应用过程如下：

当断路器QF1因为欠电压即主供电装置1无法及时供电断开时，同步联动关闭开关SB1以及开关SB2，开关SB1的关闭使主供电装置1和高压柜继续保持连接状态，同时会通过继电器KM1控制开关KM1-1、开关KM1-2、开关KM1-3触发关闭，开关KM1-1的闭合和开关SB1的关闭均能有效避免断路器QF1的瞬间启闭对高压柜造成影响，而开关SB2的关闭和开关KM1-1的关闭有效保证了时间继电器KT1进行延时，在时间继电器KT1的延时时间到的时候，通过开关KT1-1断开主供电装置1和高压柜的连接。

另外在时间继电器KT1的延时时间到的时候，同步也会启动开关KT1-2，使时间继电器KT2亦处于通电计时状态，在时间继电器KT2预设的时间到的时候使开关KT2-1处于闭合状态，此时备用供电装置3继续供电于高压柜。

另外考虑到在主供电装置1恢复供电的时候，能够及时切换回原来主供电装置1供电的模式，10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于备用供电装置3以用于检测备用供电装置3的输出电压的第二判断装置6、同时耦接于第一判断装置2以及第二判断装置6以分别接收第一判断信号和第二判断信号并输出启闭信号至主供电装置1以实现主供电装置1启闭的启闭装置7；当且第二判断装置6判断备用供电装置3处于启动状态且第一判断装置2判断主供电装置1继续供电，则关闭备用供电装置3，同时开启主供电装置1。

此处，第二判断装置6包括一端连接于受控于时间继电器KT2的开关KT2-1且另一端连接于高压柜的断路器QF2，启闭装置7包括一端连接于电源且另一端接地且与断路器QF1电气联动的开关SB3、以及串联于开关SB3且一端接地的开关SB4、一端连接于开关SB3和开关SB4之间连接节点且另一端接地的时间继电器KT4，时间继电器KT4的型号为H3Y-2。

如图2所示，第二判断装置还包括第二电压传感器、正相输入端连接于第二电压传感器的电压比较器A3、一端连接于电源VCC的电阻R5、一端连接于电阻R5且另一端接地的滑动变阻器RP3、基极连接于电压比较器A3的输出端的三极管Q2、一端接地且另一端连接于三极管Q2发射极的继电器KM2，三极管Q2为NPN型且型号为S9014，此处通过滑动滑动变阻器RP3可以改变预设基准电压，第二电压传感器的型号优选为DVM4200。

具体应用过程如下:

首先通过第二电压传感器检测备用供电装置3的输出电压，在输出电压高于预设基准电压的时候，电压比较器A3将会输出高电平，触发三极管Q2导通，从而导致继电器KM2得电导通，当继电器KM2导通的时候将会触发受控于继电器KM2的开关KM2-3触发关闭，可有效保证在按钮SB4未关闭的时候亦能保证启闭装置7的正常使用。

另外考虑到在备用供电装置3能够和高压柜延时断开，以避免过快断开对高压柜造成影响，10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于启闭装置7以接收启闭信号并延时输出启闭信号至备用供电装置3以延时关闭备用供电装置3的第三延时电路8，第三延时电路8为一端连接于开关SB4和开关KT3-1且另一端接地的时间继电器KT3，也可以是设置于PLC中用于控制时间的模块，在时间继电器KT3所定时间到的时候，启动开关KT3-1断开时间继电器KT2，从而使时间继电器KT2-1处于断开状态，实现了延时断开备用供电装置3。

在断开备用供电装置3后，需要重新启动主供电装置1，因此10KV双电源备自投自动切换装置还包括启闭装置7以接收启闭信号并延时输出启闭信号至主供电装置1的第四延时电路9，其中第四延时电路9的延时时间超过第三延时电路8的延时时间，第四延时电路9可以为一端接地且另一端连接于开关KT3-1的时间继电器KT4，也可以是设置于PLC中用于控制时间的模块，时间继电器KT4的型号为H3Y-2。

上述电路的工作原理：

在备用供电装置3处于启动状态且同时主供电装置1恢复供电的时候，开关SB3和开关SB4均处于关闭状态，且同时开关KM1-2、KM2-3也处于闭合状态，此时时间继电器KT3得电，在时间继电器KT3设置的时间到的时候能够断开备用供电装置3和高压柜，在备用供电装置3和高压柜断开之后的一定时间内，会通过时间继电器KT4使主供电装置1重新恢复和高压柜的连接继续供电于高压柜。

以上为10KV双电源备自投自动切换装置的使用方式，以下针对10KV双电源备自投自动切换方法进行公开。

如图4所示，10KV双电源备自投自动切换方法包括以下步骤：

步骤S1：正常运行时，主供电装置1的电源进线处于工作位供电，备用供电装置3的进线处于试验位备用，两路进线均有电压；

步骤S2：主供电装置1的电源进线失电，3秒后跳第一断路器，2秒后自动遥出第一断路器手车，第一断路手车到试验位后2秒后自动遥进第二断路器手车，第二断路器手车到工作位后3秒后自动合闸第二短断器，由备用供电装置3供电。

步骤S3：主供电装置1的进线来电后3秒后跳第二断路器，2秒后自动遥出第二断路器手车，第二断路手车到试验位后2秒后自动遥进第一断路器手车，第一断路器手车到工作位3秒后自动合闸第一断路器，自动恢复主供电装置1对高压柜的供电。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种10KV双电源备自投自动切换装置，其特征在于，包括：

主供电装置(1)，设置于高压柜内以实现供电；

第一判断装置(2)，耦接于主供电装置(1)以用于检测主供电装置(1)的供电情况并输出第一判断信号；

备用供电装置(3)，耦接于第一判断装置(2)以接收第一判断信号并响应于第一判断信号以实现继续供电于高压柜。

2.根据权利要求1所述的10KV双电源备自投自动切换装置，其特征在于：10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于第一判断装置(2)以接收第一判断信号并响应于第一判断信号以延时切断主供电装置(1)的第一延时电路(4)。

3.根据权利要求2所述的10KV双电源备自投自动切换装置，其特征在于：10KV双电源备自投自动切换装置还包括设置于第一延时电路(4)和备用供电装置(3)之间以接收第一延时信号并响应于第一延时信号以延时启动备用供电装置(3)的第二延时电路(5)。

4.根据权利要求3所述的10KV双电源备自投自动切换装置，其特征在于：10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于备用供电装置(3)以用于检测备用供电装置(3)的输出电压的第二判断装置(6)、同时耦接于第一判断装置(2)以及第二判断装置(6)以分别接收第一判断信号和第二判断信号并输出启闭信号至主供电装置(1)以实现主供电装置(1)启闭的启闭装置(7)；

当且第二判断装置(6)判断备用供电装置(3)处于启动状态且第一判断装置(2)判断主供电装置(1)继续供电，则关闭备用供电装置(3)，同时开启主供电装置(1)。

5.根据权利要求4所述的10KV双电源备自投自动切换装置，其特征在于：10KV双电源备自投自动切换装置还包括耦接于启闭装置(7)以接收启闭信号并延时输出启闭信号至备用供电装置(3)以延时关闭备用供电装置(3)的第三延时电路(8)。

6.根据权利要求5所述的10KV双电源备自投自动切换装置，其特征在于：10KV双电源备自投自动切换装置还包括启闭装置(7)以接收启闭信号并延时输出启闭信号至主供电装置(1)的第四延时电路(9)，其中第四延时电路(9)的延时时间超过第三延时电路(8)的延时时间。

7.一种10KV双电源备自投自动切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：正常运行时，主供电装置(1)的电源进线处于工作位供电，备用供电装置(3)的进线处于试验位备用，两路进线均有电压；

步骤S2：主供电装置(1)的电源进线失电，若干秒后跳第一断路器，若干秒后自动遥出第一断路器手车，第一断路手车到试验位后若干秒后自动遥进第二断路器手车，第二断路器手车到工作位后若干秒后自动合闸第二短断器，由备用供电装置(3)供电；

步骤S3：主供电装置(1)的进线来电后若干秒后跳第二断路器，若干秒后自动遥出第二断路器手车，第二断路手车到试验位后若干秒后自动遥进第一断路器手车，第一断路器手车到工作位若干秒后自动合闸第一断路器，自动恢复主供电装置(1)的供电。