CN113595223B - 一种多台区互为备用电源的断电切换系统 - Google Patents

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Abstract

一种多台区互为备用电源的断电切换系统，属于电力供配电技术领域。包括第一台区和第二台区，其特征在于：设置有切换控制柜，在切换控制柜内设置有第三断路器以及控制第三断路器分闸或合闸的控制器，第一断路器和第二断路器的出线端通过第三断路器的主触点连接；第一台区和第二台区分别通过光纤与切换控制柜内相连，分别将第一断路器和第二断路器触点的开关状态送入切换控制柜内的控制器。在本多台区互为备用电源的断电切换系统中，通过设置切换控制柜，并将切换控制柜连接多个台区，当某个台区因故停电时，通过切换控制柜进行切换实现台区的紧急供电，同时通过光纤进行信号的传输，大大降低了传输时间并且提高了可靠性。

Description

一种多台区互为备用电源的断电切换系统
技术领域
一种多台区互为备用电源的断电切换系统，属于电力供配电技术领域。
背景技术
目前，各个行业对供电的要求越来越高，一旦台区内因故障发生停电，特别是发生长时间停电，会对台区内用户造成较大的损失，因此当台区内发生停电时，在故障解除之前，对停电台区进行紧急供电成为亟待解决的问题。
在现有技术中，也出现了一些在某区域断电时临时切换至备用电源进行供电的技术方案，但是现有的技术方案普遍存在如下缺陷：（1）切换速度较慢，由于两个台区距离较远，因此当某个台区因故发生停电时，难以在极端的时间内实现电源的切换。（2）传统的切换方案普遍采用特别设计的智能控制器，因此成本较高。（3）当某个台区因故发生停电时，故障信号以电信号的形式传递至控制器，然后由控制器控制进行电源的切换，由于两个台区之间一般距离较远，因此信号容易受到干扰，可靠性较差（4）第一台区和第二台区平常分别供电运行，只有在其中一个台区出线故障时才采用非故障台区电源供电，传统的双电源切换装置无法实现此功能。
因此传统的技术方案难以实现两个台区或距离较远的两个区域之间电源的切换，所以涉及一种高可靠性的实现两个台区或距离较远的两个区域之间电源切换的技术方案，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过设置切换控制柜，并将切换控制柜连接多个台区，当某个台区因故停电时，通过切换控制柜进行切换实现台区的紧急供电，同时通过光纤进行信号的传输，大大降低了传输时间并且提高了可靠性的多台区互为备用电源的断电切换系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该多台区互为备用电源的断电切换系统，包括第一台区和第二台区，第一台区和第二台区分别通过第一断路器和第二断路器连接各自台区内的负载，其特征在于：设置有切换控制柜，在切换控制柜内设置有第三断路器以及控制第三断路器分闸或合闸的控制器，第一断路器和第二断路器的出线端通过第三断路器的主触点连接；第一台区和第二台区分别通过光纤接入切换控制柜内，分别将第一断路器和第二断路器触点的开关状态送入切换控制柜内的控制器。
优选的，在所述的第一台区和第二台区内分别设置有第一电光转换模块和第二电光转换模块，第一断路器的触点与第一电光转换模块的输入端相连，第二断路器的触点与第二电光转换模块的输入端相连，第一电光转换模块和第二电光转换模块的输出端分别接入所述的切换控制柜内。
优选的，在所述的切换控制柜内设置有第一光电转换模块和第二光电转换模块，所述第一电光转换模块的输出端接入第一光电转换模块的输入端，第二电光转换模块的输出端接入第二光电转换模块的输入端，第一光电转换模块和第二光电转换模块的输出端接入控制器的输入端。
优选的，所述的第一断路器和第二断路器分别设置有欠压线圈和辅助触点，第一断路器的辅助触点与第一电光转换模块的输入端相连，第二断路器的辅助触点与第二电光转换模块的输入端相连。
优选的，所述的第三断路器设置有分励线圈和辅助触点。
优选的，在所述的切换控制柜内设置有驱动第三断路器分闸或合闸的驱动电机，所述控制器的输出端与驱动电机的输入端相连。
优选的，在所述的切换控制柜内中，交流电的两端分别串联熔断器FU1~FU2后并联在驱动电机的两端，第一断路器的常开触点QF1-1、第二断路器的常开触点QF2-1、第三断路器的分励线圈以及第三断路器的常开触点QF3-1串联后并联在驱动电机的两端；
电源端S1同时连接联锁开关SB1常开触点可常闭触点的一端，联锁开关SB1常闭触点的另一端同时连接万能转换开关QK1第一触头和万能转换开关QK2第一触头的一端，万能转换开关QK1第二触头连接常闭触点QF1-2的一端，万能转换开关QK2第二触头连接常闭触点QF2-2的一端，常闭触点QF1-2~QF2-2的另一端同时与常闭触点QF3-2的一端相连，常闭触点QF3-2的另一端相连电源端S2的一端；
电源端S1同时连接开关JJ的一端，开关JJ的另一端连接电源端S3，电源端S1还同时连接万能转换开关QK1第五触头和万能转换开关QK2第五触头的一端，万能转换开关QK1第六触头和万能转换开关QK2第六触头的一端连接电源端S3。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
在本多台区互为备用电源的断电切换系统中，通过设置切换控制柜，并将切换控制柜连接多个台区，当某个台区因故停电时，通过切换控制柜进行切换实现台区的紧急供电，同时通过光纤进行信号的传输，大大降低了传输时间并且提高了可靠性。
在本多台区互为备用电源的断电切换系统中，无需设置特别设计的的控制器，成本大大降低。
附图说明
图1为台区断电互为备用切换系统原理方框图。
图2~3为台区断电互为备用切换系统切换控制柜电气原理图。
具体实施方式
图1~3是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~3对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种多台区互为备用电源的断电切换系统，包括互为备用电源的两个台区：第一台区和第二台区。在正常情况下，在第一台区中，自第一变压器输出的电源经过第一断路器主触点输出后为第一台区内的负载进行供电；在第二台区中，自第二变压器输出的电源经过第二断路器主触点输出后为第二台区内的负载进行供电。
在第一台区和第二台区中，第一断路器和第二断路器采用市售常见的带有辅助触点以及欠压线圈的塑壳断路器，或通过本领域公知常识，在断路器上增设辅助触点以及欠压线圈。在第一台区和第二台区内还分别设置有第一电光转换模块和第二电光转换模块。第一断路器的辅助触点接入第一电光转换模块的输入端，第二断路器的辅助触点接入第二电光转换模块的输入端，通过相应的辅助触点将其开关状态送入相应的光电转换模块中，在电光转换模块内，将开关量信号转换为光信号进行传输。
设置有切换控制柜，在切换控制柜内设置有第三断路器，第三断路器主触点的两端分别连接第一断路器主触点的出线端和第二断路器主触点的出线端。第三断路器采用市售常见的带有辅助触点、电动操作机构以及分励线圈的塑壳断路器，或通过本领域公知常识，在断路器上增设辅助触点、电动操作机构以及分励线圈。
在控制切换柜内还设置有第一光电转换模块、第二光电转换模块，上述第一台区内第一电光转换模块的输出端连接第一光电转换模块的输入端，上述第二台区内第二电光转换模块的输出端连接第二光电转换模块的输入端，第一光电转换模块和第二光电转换模块的输出端同时接入控制器的输入端，控制器的输出端与第三断路器中电动操作机构的驱动电机相连。
第一电光转换模块和第一光电转换模块通过光纤相连，第一光电转换模块将第一电光转换模块送入的光信号转换为电信号。第二电光转换模块和第二光电转换模块通过光纤相连，第二光电转换模块将第二电光转换模块送入的光信号转换为电信号。控制器根据第一电光转换模块和第二电光转换模块送入的信号对驱动电机进行控制，实现第三断路器主触点的分闸和合闸。
如图2~3所示，交流电的两端分别串联熔断器FU1~FU2后并联在电机M的两端，常开触点QF1-1、常开触点QF2-1、线圈FL以及常开触点QF3-1串联后并联在电机M的两端。电机M表示上述的驱动电机，常开触点QF1-1、常开触点QF2-1以及常开触点QF3-1分别表示上述第一断路器、第二断路器以及第三断路器的常开触点。线圈FL表示第三断路器中的分励线圈。
电源端S1同时连接联锁开关SB1常开触点可常闭触点的一端，联锁开关SB1常闭触点的另一端同时连接万能转换开关QK1第一触头和万能转换开关QK2第一触头的一端，万能转换开关QK1第二触头连接常闭触点QF1-2的一端，能转换开关QK2第二触头连接常闭触点QF2-2的一端，常闭触点QF1-2~QF2-2的另一端同时与常闭触点QF3-2的一端相连，常闭触点QF3-2的另一端相连电源端S2的一端。当电源端S1和电源端S2接通时，控制驱动电机动作，实现第三断路器合闸。
电源端S1同时连接开关JJ的一端，开关JJ的另一端连接电源端S3，电源端S1还同时连接万能转换开关QK1第五触头和万能转换开关QK2第五触头的一端，万能转换开关QK1第六触头和万能转换开关QK2第六触头的一端连接电源端S3。当电源端S1和电源端S3接通时，控制驱动电机动作，实现第三断路器分闸。
上述万能转换开关QK1第一触头和第二触头以及常闭触点QF1-2组成第一台区的远程控制开关；万能转换开关QK2第一触头和第二触头以及常闭触点QF2-2组成第二台区的远程控制开关；万能转换开关QK1第五触头和第六触头组成第一台区的就地控制开关，万能转换开关QK2第五触头和第六触头组成第二台区的就地控制开关，开关JJ为紧急分闸开关。转换开关QK1~QK2的型号为LW12-16-4.0391.2。
具体工作过程及工作原理如下：
在正常状态下，第一台区内的第一断路器处于合闸状态，为台区内的负载进行供电；第二台区内的第二断路器处于合闸状态，为台区内的负载进行供电，第三断路器处于分闸状态，此时第一台区和第二台区之间断开。且此时万能转换开关QK1第五触头和第六触头处于断开状态，万能转换开关QK2第五触头和第六触头处于断开状态。万能转换开关QK1第一触头和第二触头处于闭合状态，万能转换开关QK2第一触头和第二触头处于闭合状态。
假设第一台区内因故发生停电后，第一断路器中的欠压线圈驱动第一断路器动作后分闸。此时第一断路器的常闭触点由断开状态切换为闭合状态，常开触点由闭合状态切换为断开状态。由于第一断路器的辅助触点开关状态发生变化，第一电光转换模块将电信号转换为光信号，并通过光纤传送至第一光电转换模块中，第一光电转换模块将信号发送至控制器，由控制器控制驱动电机动作，使第三断路器合闸，此时第二台区的电源通过第三断路器送至第一断路器主触点的出线端，临时为第一台区内的负载进行供电。
同理，第二台区内因故发生停电后，第二断路器中的欠压线圈驱动第二断路器动作后分闸。此时第二断路器的常闭触点由断开状态切换为闭合状态，常开触点由闭合状态切换为断开状态。由于第二断路器的辅助触点开关状态发生变化，第二电光转换模块将电信号转换为光信号，并通过光纤传送至第二光电转换模块中，第二光电转换模块将信号发送至控制器，由控制器控制驱动电机动作，使第三断路器合闸，此时第一台区的电源通过第三断路器送至第二断路器主触点的出线端，临时为第二台区内的负载进行供电。
当第一台区（第二台区）故障解除后，将相应台区的就地控制开关（万能转换开关QK1或万能转换开关QK2的第五触头和第六触头）接通，使第三断路器分闸，第一台区和第二台区分别各自为相应台区内的负载恢复供电。然后将相应台区的远程控制开关（万能转换开关QK1或万能转换开关QK2的第一触头和第二触头）闭合。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种多台区互为备用电源的断电切换系统，包括第一台区和第二台区，第一台区和第二台区分别通过第一断路器和第二断路器连接各自台区内的负载，其特征在于：设置有切换控制柜，在切换控制柜内设置有第三断路器以及控制第三断路器分闸或合闸的控制器，第一断路器和第二断路器的出线端通过第三断路器的主触点连接；第一台区和第二台区分别通过光纤接入切换控制柜内，分别将第一断路器和第二断路器触点的开关状态送入切换控制柜内的控制器；
在所述的切换控制柜内中，交流电的两端分别串联熔断器FU1~FU2后并联在驱动电机的两端，第一断路器的常开触点QF1-1、第二断路器的常开触点QF2-1、第三断路器的分励线圈以及第三断路器的常开触点QF3-1串联后并联在驱动电机的两端；
电源端S1同时连接联锁开关SB1常开触点可常闭触点的一端，联锁开关SB1常闭触点的另一端同时连接万能转换开关QK1第一触头和万能转换开关QK2第一触头的一端，万能转换开关QK1第二触头连接常闭触点QF1-2的一端，万能转换开关QK2第二触头连接常闭触点QF2-2的一端，常闭触点QF1-2~QF2-2的另一端同时与常闭触点QF3-2的一端相连，常闭触点QF3-2的另一端相连电源端S2的一端；
电源端S1同时连接开关JJ的一端，开关JJ的另一端连接电源端S3，电源端S1还同时连接万能转换开关QK1第五触头和万能转换开关QK2第五触头的一端，万能转换开关QK1第六触头和万能转换开关QK2第六触头的一端连接电源端S3；
常开触点QF1-1、常开触点QF2-1以及常开触点QF3-1分别表示第一断路器、第二断路器以及第三断路器的常开触点，开关JJ为紧急分闸开关；
在非故障状态下，第一台区内的第一断路器处于合闸状态，为台区内的负载进行供电；第二台区内的第二断路器处于合闸状态，为台区内的负载进行供电，第三断路器处于分闸状态，此时第一台区和第二台区之间断开；且此时万能转换开关QK1第五触头和第六触头处于断开状态，万能转换开关QK2第五触头和第六触头处于断开状态；万能转换开关QK1第一触头和第二触头处于闭合状态，万能转换开关QK2第一触头和第二触头处于闭合状态；
第一台区、第二台区其中一个台区内因故发生停电后，故障台区断路器中的欠压线圈驱动故障台区断路器动作后分闸，此时故障台区断路器的常闭触点由断开状态切换为闭合状态，常开触点由闭合状态切换为断开状态，由于故障台区断路器的辅助触点开关状态发生变化，故障台区电光转换模块将电信号转换为光信号，并通过光纤传送至相应的光电转换模块中，相应的光电转换模块将信号发送至控制器，由控制器控制驱动电机动作，使第三断路器合闸，此时非故障台区的电源通过第三断路器送至故障台区断路器主触点的出线端，临时为故障台区内的负载进行供电；
当故障台区故障解除后，将相应台区万能转换开关的第五触头和第六触头接通，使第三断路器分闸，第一台区和第二台区分别各自为相应台区内的负载恢复供电，然后将相应台区万能转换开关的的第一触头和第二触头闭合。
2.根据权利要求1所述的多台区互为备用电源的断电切换系统，其特征在于：在所述的第一台区和第二台区内分别设置有第一电光转换模块和第二电光转换模块，第一断路器的触点与第一电光转换模块的输入端相连，第二断路器的触点与第二电光转换模块的输入端相连，第一电光转换模块和第二电光转换模块的输出端分别接入所述的切换控制柜内。
3.根据权利要求2所述的多台区互为备用电源的断电切换系统，其特征在于：在所述的切换控制柜内设置有第一光电转换模块和第二光电转换模块，所述第一电光转换模块的输出端接入第一光电转换模块的输入端，第二电光转换模块的输出端接入第二光电转换模块的输入端，第一光电转换模块和第二光电转换模块的输出端接入控制器的输入端。
4.根据权利要求2所述的多台区互为备用电源的断电切换系统，其特征在于：所述的第一断路器和第二断路器分别设置有欠压线圈和辅助触点，第一断路器的辅助触点与第一电光转换模块的输入端相连，第二断路器的辅助触点与第二电光转换模块的输入端相连。
5.根据权利要求1所述的多台区互为备用电源的断电切换系统，其特征在于：所述的第三断路器设置有分励线圈和辅助触点。
6.根据权利要求1所述的多台区互为备用电源的断电切换系统，其特征在于：在所述的切换控制柜内设置有驱动第三断路器分闸或合闸的驱动电机，所述控制器的输出端与驱动电机的输入端相连。
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