CN204732957U - 一种直流电源无缝自动切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种直流电源无缝自动切换装置，所述主电源第一电压输入端口依次连接电压继电器线圈的一端、接触器的第三对常闭触点和第一电压输出端，所述主电源第二电压输入端口依次连接电压继电器线圈的另一端、接触器的第四对常闭触点和第二电压输出端，所述辅电源第一电压输入端口依次连接电压继电器的第一对常闭触点的一端、接触器的第一对常开触点和第一电压输出端，辅电源第二电压输入端口依次连接接触器线圈的一端、接触器的第二对常开触点和第二电压输出端，所述接触器线圈的另一端连接电压继电器的第一对常闭触点的另一端。通过上述电路及电子元件的应用，实现了主电源和辅电源的无缝自动切换，并且保证了负载不断电工作。

Description

一种直流电源无缝自动切换装置

技术领域

本实用新型涉及配电系统领域，具体涉及一种直流电源无缝自动切换装置。

背景技术

在变电站内的配电系统中，重要设备一般采用直流电源供电，为了供电可靠稳定，需要配备两个供电源，为了提高该配电系统的供电可靠性，需要在当前使用的电源发生异常时，如电源失电或故障等，需要切换到另一路电源进行供电。

切换时间要求具有多样性，比如，一般消防应急照明要求切换时间小于5s，但是高危险区域使用的消防应急照明要求。切换时间小于0.25s，为高压气体放电灯供电时不熄辉，则要求切换时间为数毫秒量级，而为风机、泵类、卷帘门、电梯等负载供电时，根据应用要求不同，切换时间也会在数毫秒等。而变电站内地保护装置、自动化装置等电源切换需要无间断切换。现有电源切换装置一般具有如下几种：

K:切换时间(≤5ms)，超快速无扰自动切换。

空:切换时间(≤15ms)，快速无扰自动切换。

M:切换时间(≤150ms)，普通无扰自动切换。

为了达到超快速无扰自动切换，一般采用固体开关(晶闸管)切换，与与同容量的机械切换开关相比，固态开关(晶闸管)切换的造价要高得多，通态损耗也会相对比较多，可靠性也降低，并且切换时负载端电压下降到几乎为零。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种无缝切换的，简单、可靠的直流电源无缝自动切换装置。

为达到上述实用新型的目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型的一种直流电源无缝自动切换装置，包括主电源第一电压输入端口、主电源第二电压输入端口、辅电源第一电压输入端口、辅电源第二电压输入端口、电压继电器、接触器，第一电压输出端和第二电压输出端,所述主电源第一电压输入端口依次连接电压继电器线圈的一端、接触器的第三对常闭触点和第一电压输出端，所述主电源第二电压输入端口依次连接电压继电器线圈的另一端、接触器的第四对常闭触点和第二电压输出端，所述辅电源第一电压输入端口依次连接电压继电器的第一对常闭触点的一端、接触器的第一对常开触点和第一电压输出端，辅电源第二电压输入端口依次连接接触器线圈的一端、接触器的第二对常开触点和第二电压输出端，所述接触器线圈的另一端连接电压继电器的第一对常闭触点的另一端。采用电压继电器控制接触器的通电状态，进而由接触器对主电源和辅电源的通断进行控制，此处电压继电器作为整个回路的控制选择元件，其定值可根据电压输出端所接负载的需求进行调节，采用接触器，有利于承受频繁开断触点时所通过的大电流，同时接触器具有灭弧能力，可有效避免因接触点的频繁开断而引发设备故障。

所述第一电压输出端与第二电压输出端之间并联有相串联的电阻和电容。此处电容起储能作用，用以提高电源切换时电压的稳定性。电阻起分压作用，用以保护电容以免过流。经试验测试，在主电源和辅电源之间进行切换操作时，无该电容的情况下，电压输出端的电压下降到零，存在该电容时，电压输出端的电压可保持在80％额定电压以上。

所述第一电压输出端与接触器的第三对常闭触点之间串联有二极管，且二极管的负极、电阻与电容串联电路的一端和第一电压输出端三者共点连接。此处二极管用以避免储能电容对电压继电器产生反向电压而影响其工作，并且可加快电源切换的时间。经试验测试，可使电源切换时间由2600ms降为30ms，且切换过程负载端电压保持大于80％。

进一步，所述第二电压输出端与接触器的第四对常闭触点之间还串联有第二二极管，且第二二极管的负极、电阻电容串联电路的另一端和第一电压 输出端三者共点连接，该第二二极管可进一步防止电容的电压反向而影响接触器工作。

进一步，所述接触器的线圈的一端还连接有电压继电器的第二对常闭触点的一端，该第二对常闭触点另一端与辅电源第一电压输入端口连接。增加的第二对常闭触点是用以防止第一对常闭接点异常导致切换功能失败，从而增加设备可靠性。

进一步，所述第一电压输出端和第二电压输出端连接滤波模块后输出，滤波模块用以进一步稳定输出电压。所述滤波模块采用EMI滤波器，滤波模块的两个电压输出端为新的电压输出端用以连接负载设备。

附图说明

图1为本实用新型的直流电源无缝自动切换装置的电路图。

图2为本实用新型的连接有滤波模块的直流电源无缝自动切换装置的电路图。

图3为本实用新型的直流电源无缝自动切换装置与负载的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。

实施例

请参阅图1，为本实用新型的一种直流电源无缝自动切换装置的实施例1的电路图，本实施例的直流电源无缝自动切换装置，包括主电源第一电压输入端口L1、主电源第二电压输入端口N1、辅电源第一电压输入端口L2、辅电源第二电压输入端口N2、电压继电器JV、接触器J1，第一电压输出端O1和第二电压输出端O2。

主电源和辅电源均采用110V的直流电压，即主电源第一电压输入端口L1与主电源第二电压输入端口N1两端接110V直流电压，辅电源第一电压输入端口L2与辅电源第二电压输入端口N2之间接110V直流电压。 

所述主电源第一电压输入端口L1依次连接电压继电器JV线圈的一端18、接触器J1的第三对常闭触点21-22和第一电压输出端O1，所述主电源第二电压输入端口N2依次连接电压继电器JV线圈的另一端17、接触器J1的第四对常闭触点31-32和第二电压输出端O2，所述辅电源第一电压输入端口L2依次连接电压继电器JV的第一对常闭触点5-6的一端、接触器J1的第一对常开触点1-2和第一电压输出端O1，辅电源第二电压输入端口N2依次连接接触器J1线圈的一端A2、接触器的第二对常开触点3-4和第二电压输出端O2，所述接触器J1线圈的另一端A1连接电压继电器JV的第一对常闭触点5-6的另一端。 

采用电压继电器JV控制接触器J1的通电状态，进而由接触器J1对主电源和辅电源的通断进行控制，此处电压继电器JV作为整个回路的控制选择元件，其定值可根据第一电压输出端O1和第二电压输出端O2所接负载的需求进行调节，采用接触器J1，有利于承受频繁开断触点时所通过的大电流，同时接触器J1具有灭弧能力，可有效避免因接触点的频繁开断而引发设备故障。

所述直流电源无缝自动切换装置还包括有二极管D、电阻器R01和电容C01，所述电阻器R01与电容C01串联后，其串联电路的两端分别连接第一电压输出端O1和第二电压输出端O2，在第一电压输出端O1和接触器J1的第三对常闭触点21-22之间还串联有所述二极管D，该二极管D的负极、电阻R01电容C01串联电路的一端和第一电压输出端O1共点连接。

进一步，作为另一个实施例，所述第二电压输出端O2与接触器J1的第四对常闭触点31-32之间还串联有第二二极管(未图示)，且第二二极管D2的负极、电阻R01电容C01串联电路的另一端和第一电压输出端O1三者共点连接。

进一步，作为另一个实施例，所述接触器J1线圈的一端A1还连接有电压继电器JV的第二对常闭触点13-14的一端，该第二对常闭触点13-14另一端与辅电源第一电压输入端口L2连接。

进一步，作为另一个实施例，请参阅图2，为连接有滤波模块的直流电源无缝自动切换装置的电路图，本实施例直流电源无缝自动切换装置的第一 电压输出端O1和第二电压输出端O2连接滤波模块后输出，滤波模块用以进一步稳定输出电压。所述滤波模块采用EMI滤波器，滤波模块的电压输出端O12和O22为新的直流电源无缝自动切换装置的电压输出端用以连接负载设备，所述负载设备为一个及以上可同时并接在电源切换装置的电压输出端上。

便于更清楚理解本实施例的具体结构和电性原理，直流电源无缝自动切换装置的工作原理如下：

在主电源正常运行时，电压继电器JV的线圈两端带电，其第一对常闭触点5-6及第二对常闭触点13-14处于断开状态，接触器J1作为控制端的线圈两端A1-A2不存在电压，则此时接触器J1的第一对常开触点1-2和第二对常开触点3-4处于断开状态，因此第一电压输出端O1和第二电压输出端O2所接负载是采用主电源供电，而辅电源完全隔离不输出。

当主电源回路电压低于电压继电器JV设定值时，电压继电器JV失电，其第一对常闭触点5-6及第二对常闭触点13-14闭合，则接触器J1的线圈两端A1-A2带电，使得第三对常闭触点21-22和第四对常闭触点31-32断开，第一对常开触点1-2和第二对常开触点3-4闭合，此时第一电压输出端O1和第二电压输出端O2所接负载是采用辅电源供电，而主电源完全隔离不输出。

所述直流电源无缝自动切换装置采用的二极管D、电容C01及电阻R01。此处电容C01起储能作用，用以提高电源切换时电压的稳定性。电阻R01起限流作用，用以保护电容C01以免过流。经试验测试，在主电源和辅电源进行切换操作时，无该电容C01的情况下，电压输出端的电压下降到零，存在该电容C01时，电压输出端的电压可保持在80％额定电压以上。此处二极管D用以避免储能电容对电压继电器产生反向电压而影响其工作，并且可加快电源切换的时间。经试验测试，可使电源无缝切换后，输出电压完全恢复正常的时间由2600ms降为30ms，且切换过程中，负载端电压保持大于80％。

将本实用新型的一种直流电源无缝自动切换装置，采用简单可靠的电压继电器作为控制元件，提高了整个回路的可靠性及安装的便利性，采用储能电容，能提高电源切换的稳定性，采用二极管，则缩短了电源切换时间。通过上述电路及电子元件的应用，实现了主电源和辅电源的无缝自动切换，并且保证了负载不断电工作。

上述实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术 方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种直流电源无缝自动切换装置，其特征在于：包括主电源第一电压输入端口(L1)、主电源第二电压输入端口(N1)、辅电源第一电压输入端口(L2)、辅电源第二电压输入端口(N2)、电压继电器(JV)、接触器(J1)，第一电压输出端(O1)和第二电压输出端(O2),所述主电源第一电压输入端口(L1)依次连接电压继电器(JV)线圈的一端(18)、接触器(J1)的第三对常闭触点(21-22)和第一电压输出端(O1)，所述主电源第二电压输入端口(N2)依次连接电压继电器(JV)线圈的另一端(17)、接触器(J1)的第四对常闭触点(31-32)和第二电压输出端(O2)，所述辅电源第一电压输入端口(L2)依次连接电压继电器(JV)的第一对常闭触点(5-6)的一端、接触器(J1)的第一对常开触点(1-2)和第一电压输出端(O1)，辅电源第二电压输入端口(N2)依次连接接触器(J1)线圈的一端(A2)、接触器的第二对常开触点(3-4)和第二电压输出端(O2)，所述接触器(J1)线圈的另一端(A1)连接电压继电器(JV)的第一对常闭触点(5-6)的另一端，所述第一电压输出端(O1)与第二电压输出端(O2)之间并联有相串联的电阻(R01)和电容(C01)，所述第一电压输出端(O1)与接触器(J1)的第三对常闭触点(21-22)之间串联有二极管(D)，且二极管(D)的负极、电阻(R01)与电容(C01)串联电路的一端和第一电压输出端(O1)三者共点连接。

2.根据权利要求1所述的直流电源无缝自动切换装置，其特征在于：所述第二电压输出端(O2)与接触器(J1)的第四对常闭触点(31-32)之间还串联有第二二极管，且第二二极管的负极、电阻(R01)电容(C01)串联电路的另一端和第一电压输出端(O1)三者共点连接。

3.根据权利要求1所述的直流电源无缝自动切换装置，其特征在于：所述接触器(J1)线圈的一端(A1)还连接有电压继电器(JV)的第二对常闭触点(13-14)的一端，该第二对常闭触点(13-14)另一端与辅电源第一电压输入端口(L2)连接。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的直流电源无缝自动切换装置，其特征在于：所述第一电压输出端(O1)和第二电压输出端(O2)连接滤波模块后输出，滤波模块用以进一步稳定输出电压。