CN115765133A - 一种智慧高效安全用电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智慧高效安全用电系统，包括隔离刀熔开关QS‑FU、双电源自动切换装置ATSE、隔离变压器MT、三相四线保护总开关接触器KM；所述隔离刀熔开关QS‑FU与市三相交流电连接，该市三相交流电经过双电源自动切换装置ATSE与隔离变压器MT的输入端接通，隔离变压器MT将三相交流变为三相四线交流电；所述隔离变压器MT输出三相四线交流电通过三相四线保护总开关接触器KMKM分成与三相动力设备相连接的交流电压380V三相输出线路和若干个单相负载的交流电压220V单相输出线路。本发明保证供电不间断安全用电，并且接入市三相交流电时，隔离变压器MT无浪涌电流，且具有低通滤波作用，其中三相四线保护总开关接触器KM具有缺相或缺零线保护功能，使得本发明的用电系统更加高效安全。
Description
技术领域
本发明涉及电气工程安全用电领域，尤其涉及一种智慧高效安全用电系统。
背景技术
在设计安全用电系统中常用到三相Δ-Y型隔离型变压器，将市电变成IT方式安全供电。目前，隔离变压器不但能做到电压3000V/30S 不漏电，而且具有低通滤波器作用，可防止电压和电流突变，这样就保证了市电与安全供电系统之间的互相隔离，在雷雨天气感应电压加在市电上面不会经过线路回到终端设备上面对设备造成损坏。更不会发生人员误触电。例如：申请号202210516471.2；发明名称：用于三相四线系统的防火防人体触电保护。该发明利用隔离变压器IT 方式供电，在防误触电方面起到了较好作用。而供电线路缺少安全用电保护，更不涉及提高电能质量和高效用电。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种智慧高效安全用电系统。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种智慧高效安全用电系统，包括隔离刀熔开关QS-FU、双电源自动切换装置ATSE、隔离变压器MT、三相四线保护总开关接触器KM；所述隔离刀熔开关QS-FU与市三相交流电连接，该市三相交流电经过双电源自动切换装置ATSE与隔离变压器MT的输入端接通，隔离变压器MT将市三相交流电变为三相四线交流电；所述隔离变压器MT输出三相四线交流电通过三相四线保护总开关接触器KM分成与三相动力设备相连接的交流电压380V三相输出线路和若干个单相负载的交流电压220V单相输出线路。
本发明进一步设置：所述交流电压380V三相输出线路通过塑壳重合闸断路器MCCB-ARD与三相动力设备相连接，所述交流电压220V单相输出线路设置有若干个单相负载，每个单相负载均通过小型重合闸断路器MCB-ARD与交流电压220V单相输出线路相连接。
本发明进一步设置：所述三相四线保护总开关接触器KM包括接触器KM以及控制接触器KM是否释放的三相四线保护电路，所述三相四线保护电路包括分别火线L1、火线L2、火线L3相连接的二极管D1、二极管D2、二极管D3，火线L1、火线L2、火线L3分别经过二极管D1、二极管D2、二极管D3半波整流通过单向可控硅SCR和接触器KM线圈到供电零线N形成三相半波直流回路，火线L1、火线L2、火线L3缺任何一相或N线断路，则该半波直流不连续，而单向可控硅 SCR截止，接触器KM释放切断电路，从而实现缺相或缺零线保护，在三相四线保护电路还设置有SB1为启动按键，SB2为急停按键，R1、 R2、R3为限流电阻，电解电容C与电阻R3配合设置使得接触器KM 的释放延时。
本发明进一步设置：所述的双电源自动切换装置ATSE和消防安全用电接口相连接，从而实现消防不间断安全用电，在消防安全用电接口处不设置断路器，使其不受断路器短路或过载保护而跳闸的限制。
本发明进一步设置：还包括单片机，所述单片机通过对检测到的电压、电流采样和温度、湿度、烟雾、电弧故障的传感数据以及负载状态、变压器的功率因数λ、三相不平衡度进行计算分析或对比分析，并根据分析结果输出各种指令，来控制交流电压220V单相输出线路的小型重合闸断路器MCB-ARD和交流电压380V三相输出线路的塑壳重合闸断路器MCCB-ARD是否跳闸或者合闸。
本发明有益效果：本发明的市三相交流电经过双电源自动切换装置ATSE与隔离变压器MT的输入端接通，当线路发生缺相、过压、欠压或其他故障，即时切换到合格的备用电源，保证供电不间断，实现安全用电，再者所述隔离变压器MT输出三相四线交流电通过三相四线保护总开关接触器KMKM分成与三相动力设备相连接的交流电压 380V三相输出线路和若干个单相负载的交流电压220V单相输出线路，即将市交流电变成IT方式安全供电，再者所述隔离变压器MT接入市三相交流电时，此刻三相四线保护总开关接触器KMKM未启动，因此隔离变压器MT无浪涌电流，且具有低通滤波作用，并且三相四线保护总开关接触器KM具有缺相或缺零线保护功能，使得本发明的用电系统更加高效安全。
附图说明
图1为本发明一种智慧高效安全用电系统的原理图；
图2为三相四线保护电路图。
附图标记说明：1、隔离刀熔开关QS-FU；2、双电源自动切换装置ATSE；3、隔离变压器MT；4、三相四线保护总开关接触器KM；41、三相四线保护电路；42、接触器线圈；5、塑壳重合闸断路器MCCB-ARD； 6、小型重合闸断路器MCB-ARD；7、消防安全用电接口3EN+N；8、单片机MCU。
具体实施方式
参照附图1至图2对本发明一种智慧高效安全用电系统做进一步详细说明。
一种智慧高效安全用电系统，包括隔离刀熔开关QS-FU1、双电源自动切换装置ATSE2、隔离变压器MT3、三相四线保护总开关接触器KM4；所述隔离刀熔开关QS-FU1与市三相交流电连接，其中隔离刀熔开关QS-FU1的熔断器在供电过程中起到一级过流保护，其中双电源自动切换装置ATSE2为PC级，所述隔离变压器MT为1：1Δ-Y型隔离变压器。
该市三相交流电经过双电源自动切换装置ATSE2与隔离变压器 MT3的输入端接通，所述的双电源自动切换装置ATSE2，常态主电源供电，根据设置，当主电路缺相、过压、欠压或其他故障，即时切换到合格的备用电源，从而保证供电不间断，当主电源恢复正常时，可自动恢复到主电源供电。
所述隔离变压器MT3将市三相交流电变为三相四线交流电，即将市三相交流变成IT方式安全供电；所述隔离变压器MT3输出三相四线交流电通过三相四线保护总开关接触器KM4分成与三相动力设备相连接的交流电压380V交流电压380V三相输出线路和若干个单相负载的交流电压220V交流电压220V单相输出线路，其中所述交流电压380V三相输出线路通过塑壳重合闸断路器MCB-ARD5与三相动力设备相连接，所述塑壳重合闸断路器MCB-ARD5，具有短路、过载保护功能，所述交流电压220V单相输出线路通过小型重合闸断路器MCCN-ARD6与单相负载相连接，所述小型重合闸断路器MCCN-ARD6，具有短路、过载保护功能，进一步提高用电安全性能，实现多重保护。
所述三相四线保护总开关接触器KM4包括接触器KM41以及控制接触器KM41是否释放的三相四线保护电路42，从图2可知，所述三相四线保护电路42包括分别火线L1、火线L2、火线L3相连接的二极管D1、二极管D2、二极管D3，火线L1、火线L2、火线L3分别经过二极管D1、二极管D2、二极管D3半波整流通过单向可控硅SCR 和接触器KM41线圈到供电零线N形成三相半波直流回路，其中在单向可控硅SCR的输入端设置一个应急按键SB2，SB1为启动按键，R1、 R2、R3为限流电阻，电解电容C与电阻R3配合设置接触器KM的释放延时。
其中三相火线经二极管半波整流通过应急按键SB2与单向可控硅SCR相连接，所述单向可控硅SCR通过接触器KM41与零线相连接，如果缺任何一相或N线断路，则该半波直流不连续而单向可控硅SCR 截止，接触器KM41释放，交流电压380V三相输出线路和交流电压220V单相输出线路将断电，从而实现缺相或缺零线保护。
在三相四线保护总开关接触器KM的输出端设置有消防安全用电接口7，该消防安全用电接口7为3EN+N消防安全用电接口，消防安全用电接口7是为消防不间断安全用电设置，该电路不受断路器短路或过载保护而跳闸的限制。
本发明的市三相交流电经过双电源自动切换装置ATSE2与隔离变压器MT3的输入端接通，当线路发生缺相、过压、欠压或其他故障，即时切换到合格的备用电源，保证供电不间断，再者所述隔离变压器 MT3输出三相四线交流电通过三相四线保护总开关接触器KM4分成与三相动力设备相连接的交流电压380V三相输出线路和若干个单相负载的交流电压220V单相输出线路，因此所述隔离变压器MT3接入市三相交流电时，此刻三相四线保护总开关接触器KM4未启动，因此隔离变压器MT3无浪涌电流，从而取消现有的软启动器，并且三相四线保护总开关接触器KM4具有缺相或缺零线保护功能，使得本发明的用电系统更加高效安全。
为了进一步提高该用电系统的智慧高效安全用电，在系统上设置一个单片机8，所述单片机8通过对检测到的电压、电流采样和温度、湿度、烟雾、电弧故障的传感数据以及负载状态、变压器的功率因数λ、三相不平衡度进行计算分析或对比分析，并根据分析结果输出各种指令，来控制交流电压220V单相输出线路的小型重合闸断路器MCCN-ARD6和交流电压380V三相输出线路的塑壳重合闸断路器MCB-ARD5是否跳闸或者合闸。例如：调节单相欠压，可通过OC 接口指令该相N只小型重合闸断路器MCCN-ARD6跳闸减少负载；如单相过压，可通过OC接口指令该相N只小型重合闸断路器MCCN-ARD6 合闸或接通储能设备增加负载等。也可以指令N只可控塑壳重合闸断路器MCB-ARD5分断或闭合用来调节变压器(MK)的过载或空载。可见，上述指令结果可使三相供电趋向平衡，直接提高了变压器(MK) 功率因数λ，提高了电能质量，实现了高效供电。单片机8整体运行过程及结果可存储、显示，也可上传到检测平台预警或人工干涉，也可通过DTU通讯上传到云平台实现远程控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种智慧高效安全用电系统，其特征是：包括隔离刀熔开关QS-FU、双电源自动切换装置ATSE、隔离变压器MT、三相四线保护总开关接触器KM；
所述隔离刀熔开关QS-FU与市三相交流电连接，该市三相交流电经过双电源自动切换装置ATSE与隔离变压器MT的输入端接通，隔离变压器MT将市三相交流电变为三相四线交流电；
所述隔离变压器MT输出三相四线交流电通过三相四线保护总开关接触器KM分成与三相动力设备相连接的交流电压380V三相输出线路和若干个单相负载的交流电压220V单相输出线路。
2.根据权利要求1所述的一种智慧高效安全用电系统，其特征是：所述交流电压380V三相输出线路通过塑壳重合闸断路器MCCB-ARD与三相动力设备相连接，所述交流电压220V单相输出线路设置有若干个单相负载，每个单相负载均通过小型重合闸断路器MCB-ARD与交流电压220V单相输出线路相连接。
3.根据权利要求1所述的一种智慧高效安全用电系统，其特征是：所述三相四线保护总开关接触器KM包括接触器KM是否释放的三相四线保护电路，所述三相四线保护电路包括分别火线L1、火线L2、火线L3相连接的二极管D1、二极管D2、二极管D3，火线L1、火线L2、火线L3分别经过二极管D1、二极管D2、二极管D3半波整流通过单向可控硅SCR和接触器KM线圈到供电零线N形成三相半波直流回路，火线L1、火线L2、火线L3缺任何一相或N线断路，则该半波直流不连续，而单向可控硅SCR截止，接触器KM释放切断电路，从而实现缺相或缺零线保护，在三相四线保护电路还设置有SB1为启动按键，SB2为急停按键，R1、R2、R3为限流电阻，电解电容C与电阻R3配合设置使得接触器KM的释放延时。
4.根据权利要求1所述的一种智慧高效安全用电系统，其特征是：所述的双电源自动切换装置ATSE和消防安全用电接口相连接，从而实现消防不间断安全用电，在消防安全用电接口处不设置断路器，使其不受断路器短路或过载保护而跳闸的限制。
5.根据权利要求2所述的一种智慧高效安全用电系统，其特征是：还包括单片机，所述单片机通过对检测到的电压、电流采样和温度、湿度、烟雾、电弧故障的传感数据以及负载状态、变压器的功率因数λ、三相不平衡度进行计算分析或对比分析，并根据分析结果输出各种指令，来控制交流电压220V单相输出线路的小型重合闸断路器MCB-ARD和交流电压380V三相输出线路的塑壳重合闸断路器MCCB-ARD是否跳闸或者合闸。
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