CN111162605A - 一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统及方法，包括市电网、负载、低压配电箱JP1、电源切换装置和用于提供备用电能的发电车G1，所述的低压配电箱JP1的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的2号电源输入端与发电车G1电性连接，所述的低压配电箱JP1的2号电源输入端与源切换装置的电源输出端电性连接，所述的低压配电箱JP1的电源输出端与负载电性连接。本发明具有实现负载的不停电平滑过渡和安全性高等优点。

Description

一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统及方法

技术领域

本发明涉及电源切换技术领域，更具体地说，涉及一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统及方法。

背景技术

“停电”倒负荷主要是基于对上级系统安全和稳定方面的考虑，其主要目的是将被倒负荷从电网侧转移到发电车侧供电，方便上级设备的运维和检修。但它的代价是被倒线路上的所有负荷要短时停电，这既损失了负荷电量又造成供电可靠性下降，影响正常的生产秩序,甚至导致重大的经济损失。

另外在0.4kV 低压系统中通过检同期先并网再切换，从而实现市电与发电车之间倒电的方案已有应用，但是在实际应用中，由于发电车和电网并网运行属于准同期并网，其并网断路器的合闸时间不确定性必然导致并网相位产生偏差，从而使得并网机组产生很大的冲击电流，对机组和系统产生强烈的冲击，同时并网后发电车功率有可能倒送至高压电网侧，严重时会出现高压侧断路器跳闸保护，存在一定安全隐患。为了从技术创新角度解决现有非同期并网中存在安全桎梏，进一步提高0.4kV低压台区不停电作业切换可靠性和安全性，亟需一种新型的不停电切换方案，从而实现负载的不停电平滑过渡。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述技术不足，提供一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统及方法，将电源相位差变化预判技术与励磁同步驱动技术运用于转换系统中，从而实现负载在电网与发电车之间的平滑过渡和切换，使其具有转换速度快、同步性能高、静态损耗低、综合性能好等显著优势。

本发明的一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统及方法，包括市电网、负载、低压配电箱JP1、电源切换装置和用于提供备用电能的发电车G1，所述的低压配电箱JP1的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的2号电源输入端与发电车G1电性连接，所述的低压配电箱JP1的2号电源输入端与源切换装置的电源输出端电性连接，所述的低压配电箱JP1的电源输出端与负载电性连接。

作为优选，所述的低压配电箱JP1的1号电源输入端内设有空气开关，所述的空气开关的一端与市电网电性连接，所述的空气开关的另一端与负载电性连接。

作为优选，所述的电源切换装置包括主控单元MC、断路器J1、断路器J2、断路器J3、励磁式转换开关TSE1、励磁式转换开关TSE2、励磁储能单元、电流传感器CT1、电流传感器CT2、电压传感器PT1、电压传感器PT2和电压传感器PT3，所述的电压传感器PT1、电压传感器PT2和电压传感器PT3分别安装在主控单元MC上，所述的励磁式转换开关TSE1的励磁线圈控制端和励磁式转换开关TSE2的励磁线圈控制端分别与主控单元MC电性连接，所述的励磁式转换开关TSE1的左端与断路器J1的右端电性连接，所述的励磁式转换开关TSE1的右端与电流传感器CT1的左端电性连接， 所述的断路器J1的左端与低压配电箱JP1的1号电源输入端电性连接，所述的励磁式转换开关TSE2的左端与断路器J2的右端电性连接，所述的断路器J2的左端与发电车电性连接，所述的励磁式转换开关TSE2的右端与电流传感器CT2的左端电性连接，所述的电流传感器CT1的右端和电流传感器CT2的右端分别与电压传感器PT3电性连接其节点与空气开关的另一端电性连接，所述的电流传感器CT1信号传输端和电流传感器CT2信号传输端分别与主控单元MC电性连接，所述的电压传感器PT1的检测端与励磁式转换开关TSE1的右端电性连接，所述的电压传感器PT2的检测端与励磁式转换开关TSE2的右端电性连接，所述的励磁储能单元的右端与主控单元MC电性连接，所述的励磁储能单元的左端与断路器J3的右端电性连接，所述的断路器J3的左端与励磁式转换开关TSE2的左端电性连接。

作为优选，所述的励磁储能单元包括电压输出单元、储能C1单元和储能C2单元，所述的电压输出单元包括场效应管Q1、场效应管Q2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C21、电容C35、极性电容C22、极性电容C23、极性电容C24、极性电容C25、极性电容C26、极性电容C27，所述的二极管D3的正极与二极管D5的负极电性连接，所述的二极管D4的正极与二极管D6的负极电性连接，所述的二极管D5的正极与二极管D6的正极电性连接，所述的二极管D9的负极与二极管D7的正极电性连接，所述的二极管D10的负极与二极管D8的正极电性连接，所述的二极管D7的负极与二极管D8的负极电性连接，所述的二极管D5的正极与二极管D6的正极连接的节点与二极管D10的负极与二极管D8的正极连接的节点电性连接，所述的二极管D3的负极和二极管D4的负极分别与电阻R7的一端电性连接，所述的二极管D9的正极和二极管D10的正极分别与电阻R13的一端电性连接，所述的电阻R7的另一端与电阻R8的一端电性连接，所述的电阻R8的另一端与场效应管Q1的D引脚电性连接，所述的场效应管Q1的S引脚分别与电容C21的一端、极性电容C22的正极、极性电容C23的正极、极性电容C24的正极和电阻R9的一端电性连接并接地，所述的效应管Q1的G引脚与电容C21的另一端电性连接，所述的效应管Q1的G引脚与储能C1单元电性连接，所述的电阻R13的另一端和电阻R14的一端电性连接，所述的电阻R14的另一端分别与电容C35的一端和场效应管Q2的S引脚电性连接并接地，所述的场效应管Q2的G引脚与电容C35的另一端电性连接，所述的场效应管Q2的G引脚与储能C2单元电性连接，所述的场效应管Q2的D引脚分别与极性电容C25的负极、极性电容C26的负极、极性电容C27的负极和电阻R12的一端电性连接并接地，所述的电阻R12的另一端与电阻R11的一端电性连接，所述的电阻R11的另一端分别与电阻R10的一端、极性电容C22的负极、极性电容C23的负极、极性电容C24的负极、极性电容C25的正极、极性电容C26的正极和极性电容C27的正极电性连接并接地，所述的电阻R10的另一端与电阻R9的另一端电性连接，所述的电阻R9的一端为电压输出单元正极输出端、所述的电阻R12的一端为电压输出单元负极输出端，所述的二极管D5的正极为电压输出单元正极输入端，所述的电阻R10与电阻R11间的连接节点为电压输出单元负极输入端，所述的电压输出单元正极输入端和电压输出单元负极输入端分别与主控单元MC电性连接。

作为优选，所述的储能C1单元包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电容C36、电容C37、运放芯片U5、光耦芯片U6和稳压芯片U7，所述的电阻R19一端与电阻R20的一端电性连接，所述的电阻R20的另一端与电阻R21的一端电性连接，所述的电阻R21的另一端与电阻R22的一端电性连接，所述的电阻R23一端与电阻R24的一端电性连接，所述的电阻R24的另一端与电阻R25的一端电性连接，所述的电阻R25的另一端与电阻R26的一端电性连接，所述的电阻R19另一端和电阻R23另一端电性连接并接地，所述的电阻R22的另一端分别与电阻R15的一端和运放芯片U5的2引脚电性连接，所述的电阻R26的另一端分别与电容C37的一端、稳压芯片U7的3引脚、稳压芯片U7的1引脚、电阻R27的一端、电阻R28的一端和运放芯片U5的3引脚电性连接，所述的电阻R15的另一端与电阻R17的一端电性连接，所述的电阻R17的另一端与电容C36的一端电性连接并接地，所述的电容C36的另一端分别与电阻R16的一端和运放芯片U5的5引脚电性连接并接+12V电压，所述的电阻R16的另一端与光耦芯片U6的1引脚电性连接，所述的电容C37的另一端与稳压芯片U7的2引脚电性连接并接地，所述的运放芯片U5的4引脚接地，所述的电阻R28的另一端接+12V电压，所述的电阻R27的另一端分别与运放芯片U5的1引脚和光耦芯片U6的2引脚电性连接，所述的光耦芯片U6的3引脚接地，所述的光耦芯片U6的4引脚分别与电阻R18的一端和场效应管Q1的G引脚电性连接，所述的电阻R18的另一端接+12V电压。

作为优选，所述的储能C2单元包括电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电容C39、电容C40、运放芯片U9、光耦芯片U10和稳压芯片U11，所述的电阻R42一端与电阻R43的一端电性连接，所述的电阻R43的另一端与电阻R44的一端电性连接，所述的电阻R44的另一端与电阻R45的一端电性连接，所述的电阻R47一端与电阻R48的一端电性连接，所述的电阻R48的另一端与电阻R49的一端电性连接，所述的电阻R49的另一端与电阻R50的一端电性连接，所述的电阻R42另一端和电阻R47另一端电性连接并接地，所述的电阻R45的另一端分别与电阻R41的一端和运放芯片U9的2引脚电性连接，所述的电阻R50的另一端分别与电容C40的一端、稳压芯片U11的3引脚、稳压芯片U11的1引脚、电阻R51的一端、电阻R52的一端和运放芯片U9的3引脚电性连接，所述的电阻R41的另一端与电阻R39的一端电性连接，所述的电阻R39的另一端与电容C39的一端电性连接并接地，所述的电容C39的另一端分别与电阻R40的一端和运放芯片U9的5引脚电性连接并接+12V电压，所述的电阻R40的另一端与光耦芯片U10的1引脚电性连接，所述的电容C40的另一端与稳压芯片U11的2引脚电性连接并接地，所述的运放芯片U9的4引脚接地，所述的电阻R52的另一端接+12V电压，所述的电阻R51的另一端分别与运放芯片U9的1引脚和光耦芯片U10的2引脚电性连接，所述的光耦芯片U10的3引脚接地，所述的光耦芯片U10的4引脚分别与电阻R46的一端和场效应管Q2的G引脚电性连接，所述的电阻R46的另一端接+12V电压。

本发明的控制方法：

1）当需要将负载从市电侧转移至发电车供电时，主控单元MC控制电压传感器PT1和电压传感器PT3来分别监测的市电网电压信号和发电车电压信号，主控单元MC通过分析市电网电压信号和发电车电压信号来判断励磁转换开关TSE1进线侧与负载侧的电压相序及相位是否一致，若一致主控单元MC会合闸励磁转换开关TSE1，此时手动断开低压配电箱JP1内的低压空开，使负载的供电回路通过断路器J1和励磁转换开关TSE1所在回路。

2）此时所述的电压传感器PT1和电压传感器PT2分别对市电网和发电车的电压实时监测，通过主控单元MC的同期检测和相位差变化量预判，结合励磁转换开关TSE1本身的动作时间特性，主控单元MC可预测励磁转换开关TSE2的励磁线圈驱动命令的最佳时刻，以此保证励磁转换开关TSE2的触头合闸时刻与市电网的相位差接近零值，即励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2短时并联向负载供电。

3）此时主控单元MC会通过电流传感器CT2采集的瞬时电流来进行判断，并计算出励磁转换开关TSE2的触头合闸的时刻；当主控单元MC检测到励磁转换开关TSE2合闸后，主控单元MC会立即驱动励磁转换开关TSE1的励磁线圈分断励磁转换开关TSE1的触头，完成负载在不停电的情况下从市电向发电车侧供电转换。

4）励磁储能单元从发电车侧取电后，通过整流、升压和恒压控制，分别作为励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2的励磁线圈的驱动供电电源，通过储能单元恒压控制、主控单元恒定脉宽驱动控制，以此保证驱动时刻放电驱动励磁能量的一致，从而保证励磁转换动作特性的一致性和稳定性，满足励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2的同步切换。

所述的主控单元MC为以32位单片机为主体的最小系统，其单片机的型号为HC32L130J8TA。

本发明通过励磁式转换开关励磁动作时间可控的特性，实现发电车和市电的短时并联和切换，实现负载的在不停电情况下平滑过渡，并利用机械触头的物理特性实现导通的稳定性和强带载能力特性。

励磁储能单元通过从发电车侧取电后，对励磁储能单元内的储能电容进行充电、升压和恒压控制，保证储能电容上存储的能量保持恒定，以此保证励磁动作特性的一致和可靠，从而实现励磁转换开关的同步切换和控制。

本发明具有对市电和发电车侧两路电源准同期检测的功能，通过各个传感器和主控单元MC来检测两路电源的频差、压差、相序及相位差等参数检测和判断，并通过相位差变化量预判相位差为零时刻需要的时间，为励磁同步切换提供必要的特征参数。

本发明具有励磁同步切换的功能，为保证切换装置在市电网和发电车侧实现同步切换，需要两路励磁转换开关的触头基本做到分合同步（即一侧触头接通时刻，另一次触头正好进入分断时刻），尽量做到两组触头分合时间点同步或分合偏差在一定范围内。通过主控单元的准同期检测及相位差变化量的预判选择在零相角差到来前的合适时刻，通过主控单元控制励磁储能单元，驱动转换开关励磁线圈快速闭合发电车供电回路，实现市电网和发电车的短时并网向负载供能，同时在发电车励磁开关闭合瞬间驱动市电侧的励磁开关断开市电网侧电源。从而实现负载从电网分离至发电车切入平滑过渡。

本发明的电压信号采集为主控单元MC提供准同期检测、相序检测及相位差预判。本发明的电流信号的采集除了提供有效值的计算用于过载和短路保护外，还要提供三相瞬时电流模值计算，作为励磁开关触头分合的瞬时检测手段，进一步提升励磁开关分合同步性能。

本发明具有以下有益效果：实现负载的不停电平滑过渡，安全性高。

附图说明

附图1为本发明的电路原理框图。

附图2为本发明的电压输出单元的电路原理图。

附图3为本发明的储能C1单元的电路原理图。

附图4为本发明的储能C2单元的电路原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：根据附图1、附图2、附图3和附图4对本发明进行进一步说明，本例的一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统，包括市电网、负载、低压配电箱JP1、电源切换装置和用于提供备用电能的发电车，所述的低压配电箱JP1的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的2号电源输入端与发电车电性连接，所述的低压配电箱JP1的2号电源输入端与源切换装置的电源输出端电性连接，所述的低压配电箱JP1的电源输出端与负载电性连接。

所述的低压配电箱JP1的1号电源输入端内设有空气开关，所述的空气开关的一端与市电网电性连接，所述的空气开关的另一端与负载电性连接。

所述的电源切换装置包括主控单元MC、断路器J1、断路器J2、断路器J3、励磁式转换开关TSE1、励磁式转换开关TSE2、励磁储能单元、电流传感器CT1、电流传感器CT2、电压传感器PT1、电压传感器PT2和电压传感器PT3，所述的电压传感器PT1、电压传感器PT2和电压传感器PT3分别安装在主控单元MC上，所述的励磁式转换开关TSE1的励磁线圈控制端和励磁式转换开关TSE2的励磁线圈控制端分别与主控单元MC电性连接，所述的励磁式转换开关TSE1的左端与断路器J1的右端电性连接，所述的励磁式转换开关TSE1的右端与电流传感器CT1的左端电性连接， 所述的断路器J1的左端与低压配电箱JP1的1号电源输入端电性连接，所述的励磁式转换开关TSE2的左端与断路器J2的右端电性连接，所述的断路器J2的左端与发电车电性连接，所述的励磁式转换开关TSE2的右端与电流传感器CT2的左端电性连接，所述的电流传感器CT1的右端和电流传感器CT2的右端分别与电压传感器PT3电性连接其节点与空气开关的另一端电性连接，所述的电流传感器CT1信号传输端和电流传感器CT2信号传输端分别与主控单元MC电性连接，所述的电压传感器PT1的检测端与励磁式转换开关TSE1的右端电性连接，所述的电压传感器PT2的检测端与励磁式转换开关TSE2的右端电性连接，所述的励磁储能单元的右端与主控单元MC电性连接，所述的励磁储能单元的左端与断路器J3的右端电性连接，所述的断路器J3的左端与励磁式转换开关TSE2的左端电性连接。

所述的励磁储能单元包括电压输出单元、储能C1单元和储能C2单元，所述的电压输出单元包括场效应管Q1、场效应管Q2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C21、电容C35、极性电容C22、极性电容C23、极性电容C24、极性电容C25、极性电容C26、极性电容C27，所述的二极管D3的正极与二极管D5的负极电性连接，所述的二极管D4的正极与二极管D6的负极电性连接，所述的二极管D5的正极与二极管D6的正极电性连接，所述的二极管D9的负极与二极管D7的正极电性连接，所述的二极管D10的负极与二极管D8的正极电性连接，所述的二极管D7的负极与二极管D8的负极电性连接，所述的二极管D5的正极与二极管D6的正极连接的节点与二极管D10的负极与二极管D8的正极连接的节点电性连接，所述的二极管D3的负极和二极管D4的负极分别与电阻R7的一端电性连接，所述的二极管D9的正极和二极管D10的正极分别与电阻R13的一端电性连接，所述的电阻R7的另一端与电阻R8的一端电性连接，所述的电阻R8的另一端与场效应管Q1的D引脚电性连接，所述的场效应管Q1的S引脚分别与电容C21的一端、极性电容C22的正极、极性电容C23的正极、极性电容C24的正极和电阻R9的一端电性连接并接地，所述的效应管Q1的G引脚与电容C21的另一端电性连接，所述的效应管Q1的G引脚与储能C1单元电性连接，所述的电阻R13的另一端和电阻R14的一端电性连接，所述的电阻R14的另一端分别与电容C35的一端和场效应管Q2的S引脚电性连接并接地，所述的场效应管Q2的G引脚与电容C35的另一端电性连接，所述的场效应管Q2的G引脚与储能C2单元电性连接，所述的场效应管Q2的D引脚分别与极性电容C25的负极、极性电容C26的负极、极性电容C27的负极和电阻R12的一端电性连接并接地，所述的电阻R12的另一端与电阻R11的一端电性连接，所述的电阻R11的另一端分别与电阻R10的一端、极性电容C22的负极、极性电容C23的负极、极性电容C24的负极、极性电容C25的正极、极性电容C26的正极和极性电容C27的正极电性连接并接地，所述的电阻R10的另一端与电阻R9的另一端电性连接，所述的电阻R9的一端为电压输出单元正极输出端、所述的电阻R12的一端为电压输出单元负极输出端，所述的二极管D5的正极为电压输出单元正极输入端，所述的电阻R10与电阻R11间的连接节点为电压输出单元负极输入端，所述的电压输出单元正极输入端和电压输出单元负极输入端分别与主控单元MC电性连接。

所述的储能C1单元包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电容C36、电容C37、运放芯片U5、光耦芯片U6和稳压芯片U7，所述的电阻R19一端与电阻R20的一端电性连接，所述的电阻R20的另一端与电阻R21的一端电性连接，所述的电阻R21的另一端与电阻R22的一端电性连接，所述的电阻R23一端与电阻R24的一端电性连接，所述的电阻R24的另一端与电阻R25的一端电性连接，所述的电阻R25的另一端与电阻R26的一端电性连接，所述的电阻R19另一端和电阻R23另一端电性连接并接地，所述的电阻R22的另一端分别与电阻R15的一端和运放芯片U5的2引脚电性连接，所述的电阻R26的另一端分别与电容C37的一端、稳压芯片U7的3引脚、稳压芯片U7的1引脚、电阻R27的一端、电阻R28的一端和运放芯片U5的3引脚电性连接，所述的电阻R15的另一端与电阻R17的一端电性连接，所述的电阻R17的另一端与电容C36的一端电性连接并接地，所述的电容C36的另一端分别与电阻R16的一端和运放芯片U5的5引脚电性连接并接+12V电压，所述的电阻R16的另一端与光耦芯片U6的1引脚电性连接，所述的电容C37的另一端与稳压芯片U7的2引脚电性连接并接地，所述的运放芯片U5的4引脚接地，所述的电阻R28的另一端接+12V电压，所述的电阻R27的另一端分别与运放芯片U5的1引脚和光耦芯片U6的2引脚电性连接，所述的光耦芯片U6的3引脚接地，所述的光耦芯片U6的4引脚分别与电阻R18的一端和场效应管Q1的G引脚电性连接，所述的电阻R18的另一端接+12V电压。

所述的储能C2单元包括电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电容C39、电容C40、运放芯片U9、光耦芯片U10和稳压芯片U11，所述的电阻R42一端与电阻R43的一端电性连接，所述的电阻R43的另一端与电阻R44的一端电性连接，所述的电阻R44的另一端与电阻R45的一端电性连接，所述的电阻R47一端与电阻R48的一端电性连接，所述的电阻R48的另一端与电阻R49的一端电性连接，所述的电阻R49的另一端与电阻R50的一端电性连接，所述的电阻R42另一端和电阻R47另一端电性连接并接地，所述的电阻R45的另一端分别与电阻R41的一端和运放芯片U9的2引脚电性连接，所述的电阻R50的另一端分别与电容C40的一端、稳压芯片U11的3引脚、稳压芯片U11的1引脚、电阻R51的一端、电阻R52的一端和运放芯片U9的3引脚电性连接，所述的电阻R41的另一端与电阻R39的一端电性连接，所述的电阻R39的另一端与电容C39的一端电性连接并接地，所述的电容C39的另一端分别与电阻R40的一端和运放芯片U9的5引脚电性连接并接+12V电压，所述的电阻R40的另一端与光耦芯片U10的1引脚电性连接，所述的电容C40的另一端与稳压芯片U11的2引脚电性连接并接地，所述的运放芯片U9的4引脚接地，所述的电阻R52的另一端接+12V电压，所述的电阻R51的另一端分别与运放芯片U9的1引脚和光耦芯片U10的2引脚电性连接，所述的光耦芯片U10的3引脚接地，所述的光耦芯片U10的4引脚分别与电阻R46的一端和场效应管Q2的G引脚电性连接，所述的电阻R46的另一端接+12V电压。

本发明的操控方法：

1）当需要将负载从市电侧转移至发电车供电时，主控单元MC控制电压传感器PT1和电压传感器PT3来分别监测的市电网电压信号和发电车电压信号，主控单元MC通过分析市电网电压信号和发电车电压信号来判断励磁转换开关TSE1进线侧与负载侧的电压相序及相位是否一致，若一致主控单元MC会合闸励磁转换开关TSE1，此时手动断开低压配电箱JP1内的低压空开，使负载的供电回路通过断路器J1和励磁转换开关TSE1所在回路。

2）此时所述的电压传感器PT1和电压传感器PT2分别对市电网和发电车的电压实时监测，通过主控单元MC的同期检测和相位差变化量预判，结合励磁转换开关TSE1本身的动作时间特性，主控单元MC可预测励磁转换开关TSE2的励磁线圈驱动命令的最佳时刻，以此保证励磁转换开关TSE2的触头合闸时刻与市电网的相位差接近零值，即励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2短时并联向负载供电。

3）此时主控单元MC会通过电流传感器CT2采集的瞬时电流来进行判断，并计算出励磁转换开关TSE2的触头合闸的时刻；当主控单元MC检测到励磁转换开关TSE2合闸后，主控单元MC会立即驱动励磁转换开关TSE1的励磁线圈分断励磁转换开关TSE1的触头，完成负载在不停电的情况下从市电向发电车侧供电转换。

4）励磁储能单元从发电车侧取电后，通过整流、升压和恒压控制，分别作为励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2的励磁线圈的驱动供电电源，通过储能单元恒压控制、主控单元恒定脉宽驱动控制，以此保证驱动时刻放电驱动励磁能量的一致，从而保证励磁转换动作特性的一致性和稳定性，满足励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2的同步切换。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域和非本领域的人员在不脱离本发明设计原理的条件下，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统，包括市电网、负载、低压配电箱JP1、电源切换装置和用于提供备用电能的发电车，其特征是，所述的低压配电箱JP1的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的1号电源输入端与市电网电性连接，所述的电源切换装置的2号电源输入端与发电车电性连接，所述的低压配电箱JP1的2号电源输入端与源切换装置的电源输出端电性连接，所述的低压配电箱JP1的电源输出端与负载电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统，其特征是，所述的低压配电箱JP1的1号电源输入端内设有空气开关，所述的空气开关的一端与市电网电性连接，所述的空气开关的另一端与负载电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统，其特征是，所述的电源切换装置包括主控单元MC、断路器J1、断路器J2、断路器J3、励磁式转换开关TSE1、励磁式转换开关TSE2、励磁储能单元、电流传感器CT1、电流传感器CT2、电压传感器PT1、电压传感器PT2和电压传感器PT3，所述的电压传感器PT1、电压传感器PT2和电压传感器PT3分别安装在主控单元MC上，所述的励磁式转换开关TSE1的励磁线圈控制端和励磁式转换开关TSE2的励磁线圈控制端分别与主控单元MC电性连接，所述的励磁式转换开关TSE1的左端与断路器J1的右端电性连接，所述的励磁式转换开关TSE1的右端与电流传感器CT1的左端电性连接， 所述的断路器J1的左端与低压配电箱JP1的1号电源输入端电性连接，所述的励磁式转换开关TSE2的左端与断路器J2的右端电性连接，所述的断路器J2的左端与发电车电性连接，所述的励磁式转换开关TSE2的右端与电流传感器CT2的左端电性连接，所述的电流传感器CT1的右端和电流传感器CT2的右端分别与电压传感器PT3电性连接其节点与空气开关的另一端电性连接，所述的电流传感器CT1信号传输端和电流传感器CT2信号传输端分别与主控单元MC电性连接，所述的电压传感器PT1的检测端与励磁式转换开关TSE1的右端电性连接，所述的电压传感器PT2的检测端与励磁式转换开关TSE2的右端电性连接，所述的励磁储能单元的右端与主控单元MC电性连接，所述的励磁储能单元的左端与断路器J3的右端电性连接，所述的断路器J3的左端与励磁式转换开关TSE2的左端电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统，其特征是，所述的励磁储能单元包括电压输出单元、储能C1单元和储能C2单元，所述的电压输出单元包括场效应管Q1、场效应管Q2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C21、电容C35、极性电容C22、极性电容C23、极性电容C24、极性电容C25、极性电容C26、极性电容C27，所述的二极管D3的正极与二极管D5的负极电性连接，所述的二极管D4的正极与二极管D6的负极电性连接，所述的二极管D5的正极与二极管D6的正极电性连接，所述的二极管D9的负极与二极管D7的正极电性连接，所述的二极管D10的负极与二极管D8的正极电性连接，所述的二极管D7的负极与二极管D8的负极电性连接，所述的二极管D5的正极与二极管D6的正极连接的节点与二极管D10的负极与二极管D8的正极连接的节点电性连接，所述的二极管D3的负极和二极管D4的负极分别与电阻R7的一端电性连接，所述的二极管D9的正极和二极管D10的正极分别与电阻R13的一端电性连接，所述的电阻R7的另一端与电阻R8的一端电性连接，所述的电阻R8的另一端与场效应管Q1的D引脚电性连接，所述的场效应管Q1的S引脚分别与电容C21的一端、极性电容C22的正极、极性电容C23的正极、极性电容C24的正极和电阻R9的一端电性连接并接地，所述的效应管Q1的G引脚与电容C21的另一端电性连接，所述的效应管Q1的G引脚与储能C1单元电性连接，所述的电阻R13的另一端和电阻R14的一端电性连接，所述的电阻R14的另一端分别与电容C35的一端和场效应管Q2的S引脚电性连接并接地，所述的场效应管Q2的G引脚与电容C35的另一端电性连接，所述的场效应管Q2的G引脚与储能C2单元电性连接，所述的场效应管Q2的D引脚分别与极性电容C25的负极、极性电容C26的负极、极性电容C27的负极和电阻R12的一端电性连接并接地，所述的电阻R12的另一端与电阻R11的一端电性连接，所述的电阻R11的另一端分别与电阻R10的一端、极性电容C22的负极、极性电容C23的负极、极性电容C24的负极、极性电容C25的正极、极性电容C26的正极和极性电容C27的正极电性连接并接地，所述的电阻R10的另一端与电阻R9的另一端电性连接，所述的电阻R9的一端为电压输出单元正极输出端、所述的电阻R12的一端为电压输出单元负极输出端，所述的二极管D5的正极为电压输出单元正极输入端，所述的电阻R10与电阻R11间的连接节点为电压输出单元负极输入端，所述的电压输出单元正极输入端和电压输出单元负极输入端分别与主控单元MC电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统，其特征是，所述的储能C1单元包括电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电容C36、电容C37、运放芯片U5、光耦芯片U6和稳压芯片U7，所述的电阻R19一端与电阻R20的一端电性连接，所述的电阻R20的另一端与电阻R21的一端电性连接，所述的电阻R21的另一端与电阻R22的一端电性连接，所述的电阻R23一端与电阻R24的一端电性连接，所述的电阻R24的另一端与电阻R25的一端电性连接，所述的电阻R25的另一端与电阻R26的一端电性连接，所述的电阻R19另一端和电阻R23另一端电性连接并接地，所述的电阻R22的另一端分别与电阻R15的一端和运放芯片U5的2引脚电性连接，所述的电阻R26的另一端分别与电容C37的一端、稳压芯片U7的3引脚、稳压芯片U7的1引脚、电阻R27的一端、电阻R28的一端和运放芯片U5的3引脚电性连接，所述的电阻R15的另一端与电阻R17的一端电性连接，所述的电阻R17的另一端与电容C36的一端电性连接并接地，所述的电容C36的另一端分别与电阻R16的一端和运放芯片U5的5引脚电性连接并接+12V电压，所述的电阻R16的另一端与光耦芯片U6的1引脚电性连接，所述的电容C37的另一端与稳压芯片U7的2引脚电性连接并接地，所述的运放芯片U5的4引脚接地，所述的电阻R28的另一端接+12V电压，所述的电阻R27的另一端分别与运放芯片U5的1引脚和光耦芯片U6的2引脚电性连接，所述的光耦芯片U6的3引脚接地，所述的光耦芯片U6的4引脚分别与电阻R18的一端和场效应管Q1的G引脚电性连接，所述的电阻R18的另一端接+12V电压。

6.根据权利要求4所述的一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统，其特征是，所述的储能C2单元包括电阻R39、电阻R40、电阻R41、电阻R42、电阻R43、电阻R44、电阻R45、电阻R46、电阻R47、电阻R48、电阻R49、电阻R50、电阻R51、电阻R52、电容C39、电容C40、运放芯片U9、光耦芯片U10和稳压芯片U11，所述的电阻R42一端与电阻R43的一端电性连接，所述的电阻R43的另一端与电阻R44的一端电性连接，所述的电阻R44的另一端与电阻R45的一端电性连接，所述的电阻R47一端与电阻R48的一端电性连接，所述的电阻R48的另一端与电阻R49的一端电性连接，所述的电阻R49的另一端与电阻R50的一端电性连接，所述的电阻R42另一端和电阻R47另一端电性连接并接地，所述的电阻R45的另一端分别与电阻R41的一端和运放芯片U9的2引脚电性连接，所述的电阻R50的另一端分别与电容C40的一端、稳压芯片U11的3引脚、稳压芯片U11的1引脚、电阻R51的一端、电阻R52的一端和运放芯片U9的3引脚电性连接，所述的电阻R41的另一端与电阻R39的一端电性连接，所述的电阻R39的另一端与电容C39的一端电性连接并接地，所述的电容C39的另一端分别与电阻R40的一端和运放芯片U9的5引脚电性连接并接+12V电压，所述的电阻R40的另一端与光耦芯片U10的1引脚电性连接，所述的电容C40的另一端与稳压芯片U11的2引脚电性连接并接地，所述的运放芯片U9的4引脚接地，所述的电阻R52的另一端接+12V电压，所述的电阻R51的另一端分别与运放芯片U9的1引脚和光耦芯片U10的2引脚电性连接，所述的光耦芯片U10的3引脚接地，所述的光耦芯片U10的4引脚分别与电阻R46的一端和场效应管Q2的G引脚电性连接，所述的电阻R46的另一端接+12V电压。

7.一种适用于权利要求1所述的一种基于移动式发电车的低压台区不停电切换系统的操控方法，其特征是，所述的操控方法：

1）当需要将负载从市电侧转移至发电车供电时，主控单元MC控制电压传感器PT1和电压传感器PT3来分别监测的市电网电压信号和发电车电压信号，主控单元MC通过分析市电网电压信号和发电车电压信号来判断励磁转换开关TSE1进线侧与负载侧的电压相序及相位是否一致，若一致主控单元MC会合闸励磁转换开关TSE1，此时手动断开低压配电箱JP1内的低压空开，使负载的供电回路通过断路器J1和励磁转换开关TSE1所在回路；

2）此时所述的电压传感器PT1和电压传感器PT2分别对市电网和发电车的电压实时监测，通过主控单元MC的同期检测和相位差变化量预判，结合励磁转换开关TSE1本身的动作时间特性，主控单元MC可预测励磁转换开关TSE2的励磁线圈驱动命令的最佳时刻，以此保证励磁转换开关TSE2的触头合闸时刻与市电网的相位差接近零值，即励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2短时并联向负载供电；

3）此时主控单元MC会通过电流传感器CT2采集的瞬时电流来进行判断，并计算出励磁转换开关TSE2的触头合闸的时刻；当主控单元MC检测到励磁转换开关TSE2合闸后，主控单元MC会立即驱动励磁转换开关TSE1的励磁线圈分断励磁转换开关TSE1的触头，完成负载在不停电的情况下从市电向发电机侧供电转换；

4）励磁储能单元从发电机侧取电后，通过整流、升压和恒压控制，分别作为励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2的励磁线圈的驱动供电电源，通过储能单元恒压控制、主控单元恒定脉宽驱动控制，以此保证驱动时刻放电驱动励磁能量的一致，从而保证励磁转换动作特性的一致性和稳定性，满足励磁转换开关TSE1和励磁转换开关TSE2的同步切换。

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