CN110867331A - 自动转换开关联锁测试方法及自动转换开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动转换开关联锁测试方法。对于仅包含机械联锁的联锁单元，向第一开关单元和第二开关单元同时发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效；对于既包含机械联锁又包含电气联锁的联锁单元，首先令所述电气联锁失效，然后同时向第一开关单元和第二开关单元分别发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效。本发明还公开了一种自动转换开关。本发明可方便准确地对机械联锁有效性进行测试。

Description

自动转换开关联锁测试方法及自动转换开关

技术领域

本发明涉及自动转换开关技术领域，尤其涉及一种自动转换开关联锁测试方法。

背景技术

自动转换开关电器作为保证供电电源连续性的重要器件，已被广泛应用到民用住宅、公共建筑、基础设施、工业企业及军事设施等领域的重要供电场所，保障重要负载的连续可靠供电。随着社会经济的不断发展，“工业4.0”、“互联网+”以及“泛在电力物联网”等的不断推进，对自动转换开关电器的可靠性、安全性、智能化等提出了新的更高的要求。

为了保证接入自动转换开关电器的两路电源间的安全性，防止两路电源同时接通产生短路，自动转换开关电器通过配置联锁，使得在一路电源合闸时，不允许合另一路。常见联锁的形式可分为两种，一种为机械联锁，一种为电气联锁。根据自动转换开关电器国家标准GB14048.11要求，自动转换开关电器至少具有机械联锁。但目前的自动转换开关电器无法测试机械联锁功能或者测试机械联锁功能需改变接线、拆解转换开关后才可进行，存在操作复杂、效率低下等问题。另外若不能及时发现联锁不可靠，就存在严重的安全隐患，可能产生不可预计的损失。

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，提供一种自动转换开关联锁测试方法，可方便准确地对机械联锁的有效性进行测试。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种自动转换开关联锁测试方法，所述自动转换开关包括第一开关单元、第二开关单元、控制单元、联锁单元，所述控制单元用于对第一开关单元、第二开关单元进行控制以实现电源转换，所述联锁单元用于防止第一开关单元和第二开关单元同时合闸；测试方法具体如下：

对于仅包含机械联锁的联锁单元，向第一开关单元和第二开关单元同时发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效；

对于既包含机械联锁又包含电气联锁的联锁单元，首先令所述电气联锁失效，然后同时向第一开关单元和第二开关单元分别发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效。

进一步地，以第一开关单元和第二开关单元的进线中仅一路有电作为执行所述联锁测试的先决条件。

所述电气联锁为令第一开关单元的合闸驱动机构和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时得电的硬件电路。或者，所述电气联锁为令第一开关单元和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时收到合闸指令的软件程序。

根据相同的发明构思还可以得到以下技术方案：

一种自动转换开关，所述自动转换开关包括第一开关单元、第二开关单元、控制单元、联锁单元，所述控制单元用于对第一开关单元、第二开关单元进行控制以实现电源转换，所述联锁单元用于防止第一开关单元和第二开关单元同时合闸；所述自动转换开关还包括用于进行联锁测试的联锁测试单元，联锁测试的方法具体如下：

对于仅包含机械联锁的联锁单元，向第一开关单元和第二开关单元同时发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效；

对于既包含机械联锁又包含电气联锁的联锁单元，首先令所述电气联锁失效，然后同时向第一开关单元和第二开关单元分别发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效。

进一步地，联锁测试单元以第一开关单元和第二开关单元的进线中仅一路有电作为执行所述联锁测试的先决条件。

所述电气联锁为令第一开关单元的合闸驱动机构和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时得电的硬件电路。或者，所述电气联锁为令第一开关单元和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时收到合闸指令的软件程序。

相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：

采用本发明技术方案，无需拆解自动转换开关或重新接线，就可以对机械联锁的有效性进行测试，测试过程简单、方便；本发明对仅具有机械联锁或既具有机械联锁又具有电气联锁的自动转换开关均适用，解决了现有自动转换开关的联锁功能不能或不便测试的问题；本发明还具有电源判断功能，仅在一路电源通电情况下进行联锁测试，防止测试过程中因联锁失效造成两路电源短路产生危险，确保测试安全性。

附图说明

图1为仅有机械联锁的本发明自动转换开关结构原理示意图；

图2为具有机械联锁和电气联锁的本发明自动转换开关结构原理示意图；

图3为联锁测试的流程示意图；

图4为联锁测试结果显示界面。

具体实施方式

现有自动转换开关通常包括第一开关单元、第二开关单元、控制单元、联锁单元，所述控制单元用于对第一开关单元、第二开关单元进行控制以实现电源转换，所述联锁单元用于防止第一开关单元和第二开关单元同时合闸；其中，联锁单元至少具有通过机械结构防止第一开关单元和第二开关单元同时合闸的机械联锁，部分自动转换开关还具有通过电气方式防止第一开关单元和第二开关单元同时合闸的电气联锁，以提高连锁可靠性。现有的电气联锁实现方式通常为令第一开关单元的合闸驱动机构和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时得电的硬件电路，少数厂家采用令第一开关单元和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时收到合闸指令的软件程序作为电气联锁实现方式。

为了实现方便准确地对机械联锁的有效性进行测试，本发明所提出的联锁测试方法具体如下：

对于仅包含机械联锁的联锁单元，向第一开关单元和第二开关单元同时发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效；

对于既包含机械联锁又包含电气联锁的联锁单元，首先令所述电气联锁失效，然后同时向第一开关单元和第二开关单元分别发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效。

为了便于公众理解，下面通过两个具体实施例并结合附图来对本发明的技术方案进行详细说明：

图1显示了本发明自动转换开关的第一个实施例，其中的连锁单元仅有机械联锁（未在图中示出）。如图1所示，该自动转换开关包括电压采样单元、位置信号单元、转换控制单元、人机交互单元、第一驱动单元、第二驱动单元、第一开关单元、第二开关单元。电压采样单元将两路电源的电压降压取样后送至转换控制单元，转换控制单元对电压取样信号进行转换、计算和判断；位置信号单元采集自动转换开关电器第一开关单元、第二开关单元等的位置信号，并送至转换控制单元；当一路电源发生异常时，转换控制单元根据电源状态和开关位置信号控制第一驱动单元、第二驱动单元动作，驱动第一开关单元、第二开关单元动作。例如原来第一开关单元合闸、第二开关单元分闸，当第一电源异常、第二电源正常时，转换控制单元控制第一开关单元分闸、第二开关单元合闸，反之亦然。人机交互单元用于状态及参数等的显示、整定，例如显示自动转换开关电器合分闸状态、电压状态、延时时间等，设置工作模式、延时时间、转换电压动作值等。机械联锁可通过机械的方式使得第一开关单元、第二开关单元无法同时合闸，以出现两路电源短路的风险。如图1所示，本发明的自动转换开关还设置有联锁测试单元，其分别与人机交互单元、第一驱动单元、第二驱动单元、位置信号单元连接。当人机交互单元输入联锁测试命令时，则联锁测试单元同时向第一驱动单元、第二驱动单元输出合闸驱动信号，第一驱动单元、第二驱动单元分别驱动第一开关单元、第二开关单元合闸，如果机械联锁有效，则第一开关单元、第二开关单元无法同时合闸，反之，第一开关单元、第二开关单元会同时合闸；在等待预设时间后，联锁测试单元通过位置信号单元所采集的第一开关单元、第二开关单元的位置信号判断第一开关单元、第二开关单元是否同时处于合闸状态，如是，则判断机械联锁失效，否则，机械联锁有效；联锁测试单元通过人机交互单元输出联锁测试结果。

图2显示了本发明自动转换开关的第二个实施例，其中的联锁单元既有机械联锁（未在图中示出），又有电气联锁。本实施例中的电气联锁单元是通过令第一开关单元的合闸驱动机构和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时得电的硬件电路来实现电气联锁。如图2所示，该自动转换开关包括电压采样单元、位置信号单元、转换控制单元、人机交互单元、第一驱动单元、第二驱动单元、第一开关单元、第二开关单元。电压采样单元将两路电源的电压降压取样后送至转换控制单元，转换控制单元对电压取样信号进行转换、计算和判断；位置信号单元采集自动转换开关电器第一开关单元、第二开关单元等的位置信号，并送至转换控制单元；当一路电源发生异常时，转换控制单元根据电源状态和开关位置信号控制第一驱动单元、第二驱动单元动作，驱动第一开关单元、第二开关单元动作。例如原来第一开关单元合闸、第二开关单元分闸，当第一电源异常、第二电源正常时，转换控制单元控制第一开关单元分闸、第二开关单元合闸，反之亦然。人机交互单元用于状态及参数等的显示、整定，例如显示自动转换开关电器合分闸状态、电压状态、延时时间等，设置工作模式、延时时间、转换电压动作值等。机械联锁与电气联锁分别通过机械和电气方式同时作用以确保第一开关单元、第二开关单元无法同时合闸。如图2所示，本实施例的自动转换开关还设置有联锁测试单元和联锁解锁单元，联锁测试单元分别与人机交互单元、第一驱动单元、第二驱动单元、位置信号单元连接，联锁解锁单元可通过旁路电气联锁单元以使得电气联锁功能失效。当人机交互单元输入联锁测试命令时，联锁测试单元首先向联锁解锁单元输出联锁解锁信号，使得电气联锁功能失效，此时第一驱动单元、第二驱动单元可以同时得电；然后同时向第一驱动单元、第二驱动单元输出合闸驱动信号，第一驱动单元、第二驱动单元分别驱动第一开关单元、第二开关单元合闸，如果机械联锁有效，则第一开关单元、第二开关单元无法同时合闸，反之，第一开关单元、第二开关单元会同时合闸；在等待预设时间后，联锁测试单元通过位置信号单元所采集的第一开关单元、第二开关单元的位置信号判断第一开关单元、第二开关单元是否同时处于合闸状态，如是，则判断机械联锁失效，否则，机械联锁有效；联锁测试单元通过人机交互单元输出联锁测试结果。如果电气联锁单元是通过令第一驱动单元、第二驱动单元无法同时收到合闸指令的软件程序实现，则联锁解锁单元可相应地通过软件实现对电气联锁单元的解锁，软件解锁后，第一驱动单元、第二驱动单元就可以同时收到合闸指令。

图3显示了一种可对以上两种自动转换开关通用的联锁测试流程，具体如下：

（1）人机交互单元接收用户输入的联锁测试命令并根据用户输入确定有无电气联锁；

（2）如有电气联锁，联锁测试单元输出信号驱动联锁解锁单元，然后同时输出信号驱动第一驱动单元、第二驱动单元，延时一预定时间后判断第一开关单元和第二开关单元是否均合闸，如均合闸则判断为机械联锁无效，否则判断为机械联锁有效；如无电气联锁，联锁测试单元输出信号驱动第一驱动单元、第二驱动单元，延时一预定时间后判断第一开关单元和第二开关单元是否均合闸，如均合闸则判断为机械联锁无效，否则判断为机械联锁有效。

为了防止因联锁失效造成两路电源间短路，本发明进一步在联锁测试单元输出信号驱动第一驱动单元、第二驱动单元之前，联锁测试单元先通过转换控制单元或人机交互单元等获取第一开关单元、第二开关单元进线电源情况，判断自动转换开关的第一开关单元、第二开关单元进线是否均有电，如均有电则不执行输出信号驱动第一驱动单元、第二驱动单元的操作，否则执行输出信号驱动第一驱动单元、第二驱动单元的操作。

联锁测试单元在完成联锁测试后，可以通过人机交互单元输出联锁测试结果，也可以在发现第一开关单元、第二开关单元进线电源情况不满足联锁测试要求的情况下，通过人机交互单元输出类似“请断开其中一路电源后进行测试”这样的提示。图4显示了一种联锁测试结果显示界面，其包含三个显示项，根据测试情况，相应的显示项会以高亮的形式显示。

上述测试过程仅需测试人员在测试开始时通过人机交互单元输入测试命令及给定联锁单元类型，其余过程均由自动转换开关控制器自动完成，实现了整个测试一键启动，自动测试判断，无需人工参与，提高了智能化程度和测试的效率，也确保了测试的安全性。

Claims (8)

1.一种自动转换开关联锁测试方法，所述自动转换开关包括第一开关单元、第二开关单元、控制单元、联锁单元，所述控制单元用于对第一开关单元、第二开关单元进行控制以实现电源转换，所述联锁单元用于防止第一开关单元和第二开关单元同时合闸；其特征在于，测试方法具体如下：

对于仅包含机械联锁的联锁单元，向第一开关单元和第二开关单元同时发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效；

对于既包含机械联锁又包含电气联锁的联锁单元，首先令所述电气联锁失效，然后同时向第一开关单元和第二开关单元分别发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效。

2.如权利要求1所述自动转换开关联锁测试方法，其特征在于，以第一开关单元和第二开关单元的进线中仅一路有电作为执行所述联锁测试的先决条件。

3.如权利要求1所述自动转换开关联锁测试方法，其特征在于，所述电气联锁为令第一开关单元的合闸驱动机构和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时得电的硬件电路。

4.如权利要求1所述自动转换开关联锁测试方法，其特征在于，所述电气联锁为令第一开关单元和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时收到合闸指令的软件程序。

5.一种自动转换开关，所述自动转换开关包括第一开关单元、第二开关单元、控制单元、联锁单元，所述控制单元用于对第一开关单元、第二开关单元进行控制以实现电源转换，所述联锁单元用于防止第一开关单元和第二开关单元同时合闸；其特征在于，所述自动转换开关还包括用于进行联锁测试的联锁测试单元，联锁测试的方法具体如下：

对于仅包含机械联锁的联锁单元，向第一开关单元和第二开关单元同时发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效；

对于既包含机械联锁又包含电气联锁的联锁单元，首先令所述电气联锁失效，然后同时向第一开关单元和第二开关单元分别发出合闸指令，在预设时间后根据第一开关单元和第二开关单元的合闸情况进行判断，如第一开关单元和第二开关单元均合闸，则判定机械联锁失效，否则，判定机械联锁有效。

6.如权利要求5所述自动转换开关，其特征在于，联锁测试单元以第一开关单元和第二开关单元的进线中仅一路有电作为执行所述联锁测试的先决条件。

7.如权利要求5所述自动转换开关，其特征在于，所述电气联锁为令第一开关单元的合闸驱动机构和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时得电的硬件电路。

8.如权利要求5所述自动转换开关，其特征在于，所述电气联锁为令第一开关单元和第二开关单元的合闸驱动机构无法同时收到合闸指令的软件程序。

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