CN202602376U

CN202602376U - 动力电源自动校保仪

Info

Publication number: CN202602376U
Application number: CN2012202295297U
Authority: CN
Inventors: 李洪权; 宋绍林; 王宾
Original assignee: EHONG TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Yihong Technology Co Ltd
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-05-22

Abstract

一种动力电源自动校保仪，解决了现有动力用电设备存在的缺相、过压和欠压引起的工作故障和损坏等问题，包括壳体、液晶显示屏、LED指示灯、控制键、接线端子以及自动控制回路，其技术要点是：自动控制回路中的电力监测单元对采集到的动力电源的用电量、电压值、缺相信号和错相信号进行检测和转换为数字信号传输，经主控制单元处理后输送到显示单元进行显示，故障信号输送到故障记录单元；旁路切换单元驱动交流接触器进行自动切换。其结构设计合理，可靠性好，能够对无人值守地区动力电源的输入状态实时诊断，故障显示及时、快捷，实现设备故障时自动切换旁路，即可达到控制动力电源不间断为用电设备可靠供电的目的，有效地保护用电设备的安全。

Description

动力电源自动校保仪

技术领域

本实用新型涉及一种识别并调整三相交流动力电源的自动控制保护装置，特别是一种用于避免偏远无人值守地区的三相交流电源相序、缺相、过压和欠压引起的用电设备的工作故障和损坏的动力电源自动校保仪。因其对电网的各种干扰具有极强的抗干扰能力，故非常适应于恶劣环境的现场使用。

背景技术

目前，在工业生产和电力行业中，大量的动力电源电力设备的运行，均需要三相交流动力电。而电力设备的工作对动力电源都有其规定的缺相、相序和额定电压等要求。如果进入用电设备的动力电源相序与规定相序不一致，出现缺相、过压或欠压，尤其是偏远无人值守的地区的线缆断路，或人为接错线等，将导致设备不能正常工作或运行，那么就会使设备停止工作或永久性损坏，出现电气保护线路失效等安全隐患，造成巨大的经济损失，甚至酿成危及人身安全的重大事故。

现有的动力电源保护装置，不能对输入电压范围进行限制，导致电力设备会发生短暂的过压现象，导致电力设备损坏；当三相交流电源出现瞬间断电，又上电时的操作都必须是人工进行。而在一些偏远的无人的地区，这些动力电源保护装置无法自动工作，将会影响电力设备的正常运转。由于现有三相交流电源校正装置没有备份功能旁路电路，所以当出现故障时无法自动切换到旁路，电力设备将无法运行。维修时，因没有旁路电路电力设备无法运行，故只能断电维修，导致设备人为停机。上述动力电源保护装置没有对动力电源发生故障时的时间和故障情况进行记录，因此，其无法为维修工作提供有效的现场数据，不能彻底排查动力电源出现故障的原因。

在专利公告号为CN 201490688 U的“相序转换器”中，公开的新型相序转换器是软件和硬件结合，实现动力电源的相序保护的方法。尽管其可以通过对动力电源状态的检测来实现相序的转换，但是，该装置的检测电路，都是由分立元件构成，元器件参数温度稳定差，检测的数据精度无法保证。而且接触器的工作，是通过继电器来控制，继电器在吸合时，会产生很大的电磁干扰，造成电子设备误动作。该装置也没有旁路装置，因此，当设备发生故障时，无法切换到旁路，不能保证动力设备的继续运行，会导致用电设备无法工作。而且该装置也不能对动力电源发生故障的时间和故障情况进行记录，仍存在上述无法排查故障原因的问题。该装置没有用电量统计功能，则无法记录用电设备的用电量，则无法根据用电量异常来判断用电设备是否有问题。

专利公告号为CN 2111555 U的“交流电相序转换装置”，公开了由绝缘板或绝缘盒、触头、接线柱和绝缘盖构成的交流电相许转换装置。该装置是手动控制的改变触点移动方向，利用纯机械结构来实现动力电源的相序转换。上述装置尽管可以实现相序的转换，但是用电设备工作时，对动力电源的缺相、电压范围的要求非常严格。当发生缺相、过压和欠压等故障的时候，就会导致用电设备烧毁。而且该装置也不能对动力电源发生故障的时间和故障情况进行记录，仍存在上述无法排查故障原因的问题；并且该装置没有用电量统计功能，无法记录用电设备的用电量，则无法根据用电量异常来判断用电设备是否有问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种动力电源自动校保仪，解决了现有动力用电设备存在的三相交流电源相序、缺相、过压和欠压引起的工作故障和损坏，以及无法统计用电量等问题，其结构设计合理，判别准确，可靠性好，能够对无人值守地区动力电源的输入状态实时诊断，故障显示及时、快捷，实现设备故障时自动切换旁路，无需人工操作，即可达到控制动力电源不间断为用电设备可靠供电的目的，有效地保护用电设备的安全。

本实用新型所采用的技术方案是：该动力电源自动校保仪包括壳体，组装在壳体的液晶显示屏、LED指示灯、控制键、接线端子以及自动控制回路，其技术要点是：所述自动控制回路包括以单片机和外部程序存储器为核心的主控制单元和通过相应电子元件构成的故障记录单元、旁路切换单元、电源转换单元、显示单元、电力监测单元以及功率单元；电力监测单元的动力电源检测芯片对采集到的动力电源的用电量、电压值、缺相信号和错相信号进行检测和转换为数字信号传输，经主控制单元中的单片机和外部程序存储器处理后，输送到显示单元进行显示，故障信号输送到故障记录单元；主控制单元的单片机将电力监测单元传输的数据输送到程序存储器中处理，将处理得到的数据送入由交流接触器和交流功率驱动器组成的功率单元中，对动力电源输出进行控制，旁路切换单元的旁路模块收到来自主控单元中的单片机的控制信号，根据旁路模块上的旁路时间调节旋钮驱动交流接触器进行切换。

所述显示单元包括设置在壳体上的用于显示单片机传输的数据、故障时间和故障信号的液晶显示屏、LED指示灯和由设置工作参数的返回键、上调键、下调键、确认键组成的功能按键。

本实用新型具有的优点及积极效果是：由于本实用新型的动力电源自动校保仪通过专业动力电源检测芯片组成的电力检测单元获取输入的动力电源的用电量、缺相、错相、电压信号，进行检测和转换为数字信号传输，经主控制单元的单片机将这些数据输送到程序存储器中处理，所以可以实现自动选择确定输入的动力电源是否符合用电设备的要求。因主控制单元可以根据参数选择，结合专业动力电源检测芯片获取的电源信息，进行处理后，自动控制交流功率驱动器的工作，驱动交流接触器对用电设备的供电，故其结构设计更加合理，不仅解决了现有动力用电设备存在的损坏以及使用寿命低的问题，而且可自动适应动力电源的输入状态改变，对动力电源输入状态的实时诊断、故障显示快捷。并能同时实现设备故障时自动切换旁路，从而达到不间断控制动力电源为动力用电设备供电的目的。由于本实用新型具有查询故障原因、时间和次数的功能，便于工作人员为分析动力电源发生故障原因提供依据；本实用新型同时查询用电设备的用电量，便于工作人员根据用电量来判断用电设备是否存在故障提供依据。即使该动力电源自动校保仪发生故障时，还可自动切换到旁路，也不能影响用电设备的正常工作。因此，实现了动力电源用电设备更高效、安全的运转，无需人工的全智能操作，显著减少用电设备的工作反应时间，具有运行可靠，适应范围广的优点，真正达到节省人工及保护用电设备的要求。

本实用新型还可以利用显示单元显示单片机传输的数据、工作参数和故障信号的液晶显示屏和发光二极管，以及由设置工作参数的返回键、上调键、下调键、确认键组成的功能按键，实现人机交互。电力检测和故障记录单元可以通过液晶显示屏和LED指示灯显示动力电源错相故障、缺相故障、过压和欠压故障等。实际检验表明，电力设备的启动反应时间明显下降，校保仪工作时，动力电源的稳定性提高，用电设备故障率下降。

附图说明

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1本实用新型的一种具体结构示意图；

图2是图1卸除前盖后的结构示意图；

图3本实用新型的一种电气原理图。

图中序号说明：1壳体、2 LED指示灯、3安装孔、4观察窗口、5液晶显示屏、6前盖、7旁路时间调节旋钮、8旁路切换开关、9电源线输入接线端子、10电源线输出接线端子、11前置面板、12功能按键、T1变压器、S1返回键、S2上调键、S3下调键、S4确认键、U1稳压器、U2单片机、U3动力电源检测芯片、U4程序存储器、U5时钟芯片、U6旁路模块、U7交流功率驱动器、U8液晶显示屏、U9数据存储器、U10主接触器、U11副接触器、U12旁路接触器、D1～D4二极管、C1～C2电解电容、LED1～LED10发光二极管。

具体实施方式

根据图1～3详细说明本实用新型的具体结构。该动力电源自动校保仪包括带有前盖6和前置面板11的壳体1及设置在前置面板11上的液晶显示屏5，由返回键S1、上调键S2、下调键S3、确认键S4构成的功能按键12，旁路切换开关8，旁路时间调节旋钮7，LED指示灯2及通过相应电子元件构成的自动控制回路等部件。其中自动控制回路主要包括主控制单元、故障记录单元、旁路切换单元、电源转换单元、显示单元、电力监测单元以及功率单元等。

电源转换单元：用于将交流220V电转换成直流工作电源，它包括一个交流变压器T1、桥式整流电路、电解电容C1和 C2、稳压器U1（选用LM317）等件。市电220V经过交流变压器T1变压，通过由二极管D1-D4（选用IN4007）组成的桥式整流电路变为直流脉动电压，然后通过稳压器U1稳压，最后再通过电解电容C1、C2将其中的纹波电压滤除掉。稳压器U1作为输出部件输出的稳定直流+5V电源给自动控制回路中的各单元供电。

主控制单元：包括单片机U2（选用超低功耗TMS320LF2407）和外部程序存储器U4（选用HY62256）等部件，其中单片机U2作为输出部件，外部程序存储器U4作为输入部件。单片机U2将数据发送到到外部程序存储器U4中处理。其中单片机U2的作用主要有：一是接收来自功能按键12中的返回键S1、上调键S2、下调键S3、确认键S4和电力检测单元传输的数据，并将数据送入到程序存储器U4中处理，然后将处理完的数据提取，最后将数据发送到显示单元中的液晶显示屏U8和LED指示灯2显示；二是接受来自故障记录单元的数据，并将数据送入到程序存储器U4中处理，然后将处理完的数据提取，最后将数据发送到显示单元中的液晶显示屏U8和发光二极管LED1~LED10。三是接受来自电力检测单元和工作模式的传输的数据，并将数据送入到程序存储器U4中处理，然后将处理完的数据提取，最后将数据发送到功率单元中的交流功率驱动器U7。四是发送控制信号到旁路单元。

程序存储器U4用于存储程序代码。

显示单元：包括设置在壳体1上的用于显示单片机U2传输的数据和故障信号的液晶显示屏U8（选用LCD12232-1）、发光二极管LED1~LED10（选用红色）和功能按键3中的返回键S1、上调键S2、下调键S3、确认键S4等部件。其中液晶显示屏U8和发光二极管LED1~LED10作为显示单元的输入部分，将接收到单片机U2的数据，并且显示出来。其中可以通过各功能按键3中的返回键S1、上调键S2、下调键S3、确认键S4作为输出部分，发送到单片机U2来设置工作参数。

液晶显示屏U8和发光二极管LED1~LED10显示出本设备的工作状态和故障情况。

功率单元：包括交流功率驱动器U7（选用AWD100A）、主交流接触器U10和副交流接触器U11等部件。其中交流功率驱动器驱动器U7作为功率单元的输入部件收到来自主控单元中的单片机U2的控制信号，然后交流功率驱动器U7根据控制信号，选择驱动作为输出部件主交流接触器U10或副交流接触器U11工作，以进行动力电源输出。

电力监测单元：包括动力电源检测芯片U3（选用GETH08）和输入接线端子9(选用TB2504)部件。输入接线端子9作为电力监测单元输入器件，将动力引入到动力电源检测芯片U3，动力电源检测芯片U3作为电力监测单元输出器件把采集到的动力电源的用电量、电压值、缺相信号和错相信号进行检测和转换为转化为数字信号传输，提供给主控单元中的单片机U2。

故障记录单元：包括时钟芯片U5（选用DS12C887）和数据存储器U9(选用AT24C64)部件，其中时钟芯片U5作为输出部件，数据存储器U9。其中时钟芯片U5作为输出部件将时间信息输出到主控单元中的单片机U2。数据存储器U9作为故障记录单元输入部件收到来自主控单元中的单片机U2信号，然后保存到数据存储器U9中。

旁路切换单元：包括旁路模块U6（选用YH-GES-100A）和交流接触器U12部件。其中旁路模块U6作为输入部件收到来自主控单元中的单片机U2的控制信号，然后根据旁路模块U6上的旁路时间调节旋钮7来驱动作为输出部件的交流接触器U12，切换到旁路电路。

上述自动控制回路中的电力监测单元中的动力电源检测芯片U3把采集到的动力电源状态信息转换为数字信号传输，经主控制单元中的单片机U2和外部程序存储器U4处理后，输送到显示单元进行显示。

主控制单元的单片机2将上述电力监测单元传输的数据输送到程序存储器U9中处理，将处理得到的控制信号，送入功率单元中，使交流功率脉冲驱动器U7发出控制信号，驱动主交流接触器U10或副交流接触器U11工作，控制动力电源输出。

操作时，将动力电源插头直接接入壳体1上的电源线输入接线端子9，而将用电设备的电源插头直接接入壳体1上的电源线输出接线端子10。打开动力电源开关，该动力电源自动校保仪就开始工作。

该动力电源自动校保仪通电工作后，操作人员通过按键S1-S4来设置电压工作范围和平衡度。首先利用输入接线端子J1引入动力电源的信号传输，通过动力电源监测芯片U3将动力电源状态转为数字信号；然后再将该数字信号传输到单片机U1，单片机U1将数据送入到程序存储器U9中处理，然后将处理完的数据提取，判断动力电源是否符合要求，如果动力电源符合要求，最后将数据发送到显示单元的液晶显示屏U8和发光二极管LED1~LED10显示；如果动力电源不符合要求，单片机U2通过显示单元中的液晶显示屏U8、发光二极管LED1~LED10显示，同时通过故障记录单元时钟芯片U5将故障信息的时间记录到程序存储器U4中保存，以备以后查询，同时本设备停止工作，直到故障排除才继续工作。

单片机U2将电力监测单元传输的数据送入到程序存储器U4中处理，将处理得到的数据送入功率单元。功率单元中的交流功率驱动器U7收到来自主控单元中的单片机U2的控制信号，然后交流功率驱动器U7根据该控制信号信号，驱动选择驱动主交流接触器U10或副交流接触器U11工作，以进行动力电源输出。

同时，旁路切换单元中的旁路模块U6接收来自单片机U2控制信号，则旁路不工作；如果未收到来自单片机U2的控制信号，则旁路单元中的旁路模块U6根据旁路时间调节旋钮7调节设定的时间来控制旁路接触器U12工作，控制动力电源从旁路输出。

Claims

1.一种动力电源自动校保仪，包括壳体，组装在壳体的液晶显示屏、LED指示灯、控制键、接线端子以及自动控制回路，其特征在于：所述自动控制回路包括以单片机和外部程序存储器为核心的主控制单元和通过相应电子元件构成的故障记录单元、旁路切换单元、电源转换单元、显示单元、电力监测单元以及功率单元；电力监测单元的动力电源检测芯片对采集到的动力电源的用电量、电压值、缺相信号和错相信号进行检测和转换为数字信号传输，经主控制单元中的单片机和外部程序存储器处理后，输送到显示单元进行显示，故障信号输送到故障记录单元；主控制单元的单片机将电力监测单元传输的数据输送到程序存储器中处理，将处理得到的数据送入由交流接触器和交流功率驱动器组成的功率单元中，对动力电源输出进行控制，旁路切换单元的旁路模块收到来自主控单元中的单片机的控制信号，根据旁路模块上的旁路时间调节旋钮驱动交流接触器进行切换。

2.根据权利要求1所述的动力电源自动校保仪，其特征在于：所述显示单元包括设置在壳体上的用于显示单片机传输的数据、故障时间和故障信号的液晶显示屏、LED指示灯和由设置工作参数的返回键、上调键、下调键、确认键组成的功能按键。