CN203967824U - 配电自动化终端及双电源的自动切换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种配电自动化终端及双电源的自动切换电路，具有与常用电源相连的第一电源输入端口、与备用电源相连的第二电源输入端口以及与负载相连的电源输出端口，该自动切换电路包括：双刀双掷继电器，其具有控制线圈和受控于该控制线圈的双刀双掷开关，该双刀双掷开关的两个输入接点分别与该第一电源输入端口和第二电源输入端口相连，该双刀双掷开关的两个输出接点短接并与该电源输出端口相连；采样单元，其包括互感器，用以采集该电源输出端口上的电参数；以及微处理器，该微处理器与采集单元相连，微处理器能够根据该电参数来发出控制信号给控制线圈。本实用新型电路工作可靠并且功能丰富。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电自动化终端的电源供给，特别是与配电自动化终端的双电源自动供给有关。
背景技术
现有的配电自动化终端需采用市电交流220V单相电源供电，为保证设备供电的可靠性，需有一路备用电源在常用电源出现故障时自动投入使用，待常用电源故障修复后自动切除，并再次投入常用电源。现有的双电源的自动切换电路，如图1所示：常用电源1和备用电源2通过自动切换电路3实现自动切换，再经空气开关4供给负载5。该自动切换电路3为一继电器逻辑控制电路。其中，两个继电器J1、J2均为双刀双掷继电器。这种自动切换电路存在一些缺陷：元器件和电路的故障率高，工作不可靠。并且，功能单一，无通信功能，无法远程操控。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于针对避免现有技术中存在的故障率高、工作不可靠等不足之处，而提供一种工作可靠并且功能丰富的配电自动化终端及双电源的自动切换电路。
针对上述要解决的技术问题，本实用新型的技术方案如下：
提出一种双电源的自动切换电路，包括与常用电源相连的第一电源输入端口、与备用电源相连的第二电源输入端口以及与负载相连的电源输出端口，其特征在于，该自动切换电路包括：
双刀双掷继电器，其包括控制线圈和受控于该控制线圈的双刀双掷开关，该双刀双掷开关的两个输入接点分别与所述第一电源输入端口和第二电源输入端口相连，该双刀双掷开关的两个输出接点短接并与该电源输出端口相连；
采样单元，其包括用以采集所述电源输出端口电参数的互感器；
根据该电参数发出控制信号给该控制线圈的微处理器，该微处理器的第一输入端口与该采样单元相连。
进一步地，所述自动切换电路还包括隔离驱动单元，其包括用以电气隔离的第一光电隔离模块，该隔离驱动单元串接在该微处理器的输出端口与该双刀双掷继电器的控制线圈之间。
进一步地，所述隔离驱动单元还包括用于与微处理器通信的第一总线接口模块，其串接在该微处理器的输出端口与该第一光电隔离模块之间。
进一步地，所述自动切换电路还包括一电源供电状态检测单元，其包括用以电气隔离的第二光电隔离模块，该电源供电状态检测单元串接在所述互感器与该微处理器的第二输入端口之间。
进一步地，所述电源供电状态检测单元还包括用于与微处理器通信的第二总线接口模块，其串接在该第二光电隔离模块与该微处理器的第二输入端口之间。
进一步地，所述采样单元还包括用以将模拟信号转换为数字信号的模数转换模块，其串接在所述互感器与该微处理器的第一输入端口之间。
进一步地，所述自动切换电路还包括用以与外部设备通信的通信单元，其与所述微处理器相连。
进一步地，所述通信单元为RS485接口。
进一步地，所述自动切换电路还包括用于供电状态显示的显示单元，其与该微处理器相连。
提出一种配电自动化终端，包括如上所述的双电源的自动切换电路。
与现有技术相比，本实用新型配电自动化终端及双电源的自动切换电路具有以下技术效果：
通过微处理器、包含有互感器的采样单元与双刀双掷继电器巧妙配合，可以确保故障率低、工作可靠。
借助通信单元，微处理器可以与外部设备通信，便于远程对电源的供电进行监测和控制。通过采用显示单元，便于现场查看供电状态或查找问题。
附图说明
图1是现有双电源的自动切换电路的结构示意图；
图2是本实用新型配电自动化终端及双电源的自动切换电路实施例的示意图；
图3是本实用新型实施例中微处理器与双刀双掷继电器连接关系的电路示意图；
图4是本实用新型实施例中微处理器与采样单元连接关系的电路示意图；
图5是本实用新型实施例中微处理器与电源供电状态检测单元连接关系的电路示意图。
其中，附图标记说明如下：1.常用电源, 2.备用电源,3.自动切换电路,4.空气开关,5.负载,J1、J2.继电器,31.微处理器, 32.双刀双掷继电器,33.采样单元,331.互感器,332.模数转换模块,34.隔离驱动单元,341. 第一光电隔离模块,342.第一总线接口,35.电源供电状态检测单元, 351.第二光电隔离模块,352.第二总线接口,36.通信单元,37.显示单元, 371.LCD,372.LED。
具体实施方式
为了详细说明本实用新型的构造及特点所在，兹举以下较佳实施例并配合附图说明如下。
如图2所示，该自动切换电路3实施例大致包括：微处理器（MCU）31、双刀双掷继电器32、采样单元33、隔离驱动单元34、电源供电状态检测单元35、通信单元36以及显示单元37。该双电源的自动切换电路包括第一电源输入端口和第二电源输入端口，分别与常用电源1和备用电源2电连接。双刀双掷继电器32包括控制线圈和受控于该控制线圈的双刀双掷开关，该双刀双掷开关的两个输入接点分别与所述第一电源输入端口和第二电源输入端口相连，该双刀双掷开关的两个输出接点短接并与自动切换电路3的电源输出端口相连。
采样单元33串接在该双刀双掷继电器32的电源输出端口与该MCU 31的一个输入端口之间。一些实施例中，采样单元33包括用以采集所述电源输出端口电参数的互感器331和用以将来自互感器331的模拟信号转换为数字信号模数转换模块（ADC）332。
一些实施例中，所述隔离驱动单元34串接在该MCU 31的一个输出端口与该双刀双掷继电器32的控制线圈之间，其包括用于电气隔离的第一光电隔离模块341和用于与MCU31通信连接的第一总线接口342。
一些实施例中，所述电源供电状态检测单元35串接在该互感器331与该MCU 31的另一个输入端口之间，其包括用于电气隔离的第二光电隔离模块351和与MCU通信连接的第二总线接口352。
所述通信单元36用以与外部设备通信，其与所述微处理器相连。一些实施例中，该通信单元36采用 RS485接口。
所述显示单元37与所述MCU相连，一些实施例中，包括LCD模块 371和LED模块 372，用于显示该MCU的工作状态，便于现场实时查看供电状态。
一种配电自动化终端，包括如上所述实施例中的双电源的自动切换电路。
本实用新型的自动切换电路3的工作原理大致如下：MCU 31采集常用电源1的电压电流值，并根据采集到的值计算有功功率、无功功率、功率因数等，判断其有无故障，同时检测常用电源1对应的遥信是否变位；若常用电源1有故障或检测到常用电源1对应遥信变位，MCU 31发出遥控指令，自动切换到备用电源2；待常用电源1故障切除后，MCU 31发出遥控指令，切回常用电源1供电，并检测对应遥信是否变位，确保供电正常。
参见图3，图3是本实用新型实施例中微处理器与双刀双掷继电器连接关系的电路示意。MCU 31发出的遥控指令通过总线接口芯片SN74HCT245，并经过光耦PS2501达到电气隔离的效果。光耦PS2501的光敏三极管集电极加DC24V电压，发射极通过1N4007整流二极管整流后遥控信号YK接在双刀双掷继电器32的控制线圈。
具体地，双刀双掷继电器32 可选用欧姆龙G2R-2-DC24V。常用电源1的火线L1接在双刀双掷继电器32的第一个开关输入端，去常闭接点输出；备用电源2的火线L2接在双刀双掷继电器32的第二个开关输入端，去常开接点输出；两个开关的输出端短接在一起，经过空气开关4后供给负载5。
其中，遥控信号YK信号置0时，常用电源1供电；遥控信号YK信号置1时，常用电源1切除，备用电源2投入。正常情况下，此遥控信号YK为0，检测到常用电源1故障时，遥控信号YK置1，故障切除后，再置0.
参见图4，图4是本实用新型实施例中微处理器与采样单元连接关系的电路示意，取常用电源1为例。常用电源1的火线L1、零线N1分别接在一个电压互感器（300V/3.53V）和一个电流互感器(100A/3.53V)的高压侧输入端，输出信号均为最大幅值为3.53V的交流电压信号。这些信号经RC滤波后，输入到ADC 332(模数转换模块)的采样通道。ADC 332 可选用美信公司的MAX11046，分辨率高达16位。采样转换输出的数字信号送至MCU 31的数据总线，MCU 31通过计算采集到的电压、电流值计算出有功功率、无功功率、功率因数等，可以判断电源是否故障。
参见图5，图5是本实用新型实施例中微处理器与电源供电状态检测单元连接关系的电路示意。经互感器331变化后的交流电压信号再经过光耦PC814隔离。光耦PC814因有两个方向相反的发光二级管，故能输入交流信号。输出信号上拉至5V，通过一个小电容滤波。滤波处理后的干净信号经过总线接口芯片SN74HCT245送至MCU31的数据总线。
其中，若供电正常，采集到的遥信信号YX为0，若供电中断，采集到的遥信信号YX为1.此时MCU 31可通过显示单元37的LED状态指示灯发出警告，并将信息经由通信单元36上报至主站。
以上，仅为本实用新型之较佳实施例，意在进一步说明本实用新型，而非对其进行限定。凡根据上述之文字和附图所公开的内容进行的简单的替换，都在本专利的权利保护范围之列。
Claims (10)
1.一种双电源的自动切换电路，包括与常用电源相连的第一电源输入端口、与备用电源相连的第二电源输入端口以及与负载相连的电源输出端口，其特征在于，该自动切换电路包括：
双刀双掷继电器，其包括控制线圈和受控于该控制线圈的双刀双掷开关，该双刀双掷开关的两个输入接点分别与所述第一电源输入端口和第二电源输入端口相连，该双刀双掷开关的两个输出接点短接并与该电源输出端口相连；
采样单元，其包括用以采集所述电源输出端口电参数的互感器；
根据该电参数发出控制信号给该控制线圈的微处理器，该微处理器的第一输入端口与该采样单元相连。
2.根据权利要求1所述的双电源的自动切换电路，其特征在于：所述自动切换电路还包括隔离驱动单元，其包括用以电气隔离的第一光电隔离模块，该隔离驱动单元串接在该微处理器的输出端口与该双刀双掷继电器的控制线圈之间。
3.根据权利要求2所述的双电源的自动切换电路，其特征在于：所述隔离驱动单元还包括用于与微处理器通信的第一总线接口模块，其串接在该微处理器的输出端口与该第一光电隔离模块之间。
4.根据权利要求1所述的双电源的自动切换电路，其特征在于：所述自动切换电路还包括一电源供电状态检测单元，其包括用以电气隔离的第二光电隔离模块，该电源供电状态检测单元串接在所述互感器与该微处理器的第二输入端口之间。
5.根据权利要求4所述的双电源的自动切换电路，其特征在于：所述电源供电状态检测单元还包括用于与微处理器通信的第二总线接口模块，其串接在该第二光电隔离模块与该微处理器的第二输入端口之间。
6.根据权利要求1所述的双电源的自动切换电路，其特征在于：所述采样单元还包括用以将模拟信号转换为数字信号的模数转换模块，其串接在所述互感器与该微处理器的第一输入端口之间。
7.根据权利要求1所述的双电源的自动切换电路，其特征在于：所述自动切换电路还包括用以与外部设备通信的通信单元，其与所述微处理器相连。
8.根据权利要求7所述的双电源的自动切换电路，其特征在于：所述通信单元为RS485接口。
9.根据权利要求1所述的双电源的自动切换电路，其特征在于：所述自动切换电路还包括用于供电状态显示的显示单元，其与该微处理器相连。
10.一种配电自动化终端，其特征在于：包括如权利要求1至9任一所述的双电源的自动切换电路。
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