CN205725135U - 三相智能双电源无缝自动切换装置 - Google Patents
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Abstract
一种三相智能双电源无缝自动切换装置，包括有主/辅三相交流电源输入降压单元、主/辅三相交流电源输入交流参数检测单元、真有效值处理单元、微处理器单元、键盘输入单元、液晶显示单元、报警单元、JTAG调试插口、网络通讯单元、E2PROM单元、实时时钟单元、功率驱动单元、开关本体、外接发电机端子、开关本体位置反馈装置、控制装置工作电源单元、控制装置工作电源分配单元组成。采用微处理器控制技术，电参数检测及运算采用真有效值专用芯片，避免了交流参数测量的虚假数据，提高了控制精度；具有手动/自动切换功能、转换时间任意设定；具有过载、欠压、过压、频率变化及开关本体触点闭合状态检测报警功能；具有消防联动及网络通讯功能；具有各自独立的三相控制器工作电源功能；具有远程控制常备型发电机功能；具有液晶背光控制功能。
Description
技术领域
本发明涉及供电系统自动转换开关电器领域，特别是涉及到一种三相智能双电源无缝自动切换装置。
背景技术
随着社会的发展，人们对供电可靠性和安全性的要求越来越高，在目前城市用电急剧增加和电力资源严重不足的客观情况下，很多场合需要用两路电源来保证供电的可靠，一路电源为供电的常用电源(也称主电源)，另一路为备用电源(也称辅助电源)，一旦主电源出现故障后，辅助电源马上工作，使负载端不致受主电源断电的影响。以维持电气设备的正常运行，而当主电源恢复正常，切换开关会将供电切换回主电源。若辅助电源为常备型发电机，则自动切换开关会先启动发电机，在其电压与频率达到预设正常范围后，将负载供电由主电源侧切换至辅助电源。而当主电源再次恢复时，自动切换开关会自动将电源回切主电源，并且在发动机冷却停机后将发动机停机。这样就需要一种能对两路电源都进行实时检测并能在两路电源之间进行可靠自动切换以保证供电的装置，智能三相双电源转换开关控制装置就是为了满足这一要求而开发的一种专用的智能化产品，目前已广泛应用于高层楼宇、邮电通信、煤矿、军事设施、工业流水线和消防等需要不间断供电的场所。
三相智能双电源无缝自动切换装置由开关本体和控制装置两部分组成，控制装置采用独立设计，与开关本体用电缆相连，用于对两路电源的检测以及控制，它以微处理器为核心，结合先进的检测技术和微电子技术，构成一个功能强大、高性能、可靠性好的检测控制系统。
目前市面上的三相智能双电源无缝自动切换装置，控制功能较少，显示内容单一且显示参数不是真有效值，其控制系统工作电源一般采用单相单路供电，在缺相时无法给控制系统提供正常的工作电源，缺少网络通讯功能，难以满足日益发展的智能电网需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三相智能双电源无缝自动切换装置，旨在解决上述的技术缺陷的问题 ,为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种三相智能双电源无缝自动切换装置，包括有主/辅三相交流电源输入降压单元1和2、主/辅三相交流电源输入交流参数检测单元3和4、真有效值处理单元5、微处理器单元6、键盘输入单元7、液晶显示单元8、报警单元9、JTAG调试插口10、网络通讯单元11、E2PROM单元12、实时时钟单元13、功率驱动单元14、开关本体15、外接发电机端子16、开关本体位置反馈装置17、控制装置工作电源单元18和19、控制装置工作电源分配单元20组成。
进一步：主/辅三相交流电源交流输入到降压单元1和2，其输出送入到主/辅三相交流电源输入交流参数检测单元3和4，主/辅三相交流电源输入交流参数检测单元3和4采用微型电流、电压传感器，分别采集主/辅三相交流电源的电流、电压信号，采集后的信号送到真有效值处理单元5进行处理。
进一步：微处理器单元6接收来自真有效值处理单元5的信号，经运算后送到液晶显示单元8实时显示当前三相电源的电流、电压、频率数值。
进一步：微处理器单元6接收来自真有效值处理单元5的信号，经运算后如果发现有过载、缺相、欠压、过压信息通过报警单元9发出声光报警，同时通过功率驱动单元14对开关本体15发出动作指令切换电源及关断负载。
进一步：微处理器单元6与JTAG调试插口10相连，用以现场调试及编程。
进一步：微处理器单元6与实时时钟单元13相连，用以显示当前时间，包括年、月、日、小时、分钟、秒。
进一步：微处理器单元6还外接有E2PROM单元10。
进一步：微处理器单元6接收来自消防联动送来的强制关断信号19，通过功率驱动单元14对开关本体15发出动作指令切换电源及关断负载。
进一步：微处理器单元6通过功率驱动单元14与外接发电机端子16相连，一方面在市电断电以后可以自动启动发电机供电，另一方面用以定时定期检查发电机的工作状态。
进一步：微处理器单元6带有网络通讯单元11，通过网络协议与上位机通讯，接受来自上位机的查询和操作。
进一步：控制装置工作电源单元18和19分别连接到主辅三相电源，通过控制装置工作电源分配单元20，提供控制装置所需的工作电源，保证控制及执行、显示等单元在主辅电源任意一电源断电后仍能正常工作。
进一步：开关本体位置反馈装置17将开关本体动作以后的开关位置信号送到微处理器单元6，如果位置反馈信号出现错误，微处理器单元6将发出相应指令，充分保证供电的安全和可靠。
与现有技术相比，本发明有以下有益效果:
三相智能双电源无缝自动切换装置采用微处理器控制技术，电参数检测及运算采用真有效值专用芯片，避免了交流参数测量的虚假数据，提高了控制精度；具有手动/自动切换功能；具有转换时间任意设定；具有过载、欠压、过压、频率变化及开关本体触点闭合状态检测报警功能；具有消防联动功能；具有网络通讯功能；具有各自独立的三相控制器工作电源功能；具有远程控制常备型发电机功能；具有液晶背光控制功能。
附图说明
图1 三相智能双电源无缝自动切换装置总体框图
图2 三相智能双电源无缝自动切换装置控制器与开关本体连接示意图
图3 三相智能双电源无缝自动切换装置控制器面板
图4 三相智能双电源无缝自动切换装置控制器软件流程图。
附图标识说明:
1、主三相交流电源输入降压单元；2、辅助三相交流电源输入降压单元；
3、交流参数检测单元；4、交流参数检测单元；5、真有效值处理单元；6、微处理器单元；7、键盘单元；8、液晶显示单元；9、报警单元；10、JTAG调试插口；11、网络通讯单元；12、E2PROM单元；13、实时时钟单元；14、功率驱动单元；15、开关本体；16、外接发电机端子；18、控制装置工作电源单元；19、控制装置工作电源单元；20、工作电源分配单元；21、消防联动输入；200、控制装置；201、开关本体；202、开关本体位置反馈装置；203、开关本体位置反馈装置；204、连接电缆204；205、主交流电源输入接线端子座；206、辅助交流电源输入；207、交流输出端子座、208、主交流电源控制开关；209、辅助交流电源控制开关。
具体实施方式
下面结合图对本发明发明的实施作进一步阐述。
图1是三相智能双电源无缝自动切换装置总体框图，主/辅三相交流电源输入降压单元1和2，经过降压单元1和2将输入交流高电压变为低电压，送入交流参数检测单元3和4，交流参数检测单元3和4中采用微型电流/电压传感器，分别采集主/辅三相交流电源的电流、电压信号，采集后的信号送到真有效值处理单元5进行处理；微处理器单元6接收来自真有效值处理单元5的信号，经运算后送到液晶显示单元8实时显示当前三相电源的电流、电压、频率数值；微处理器单元6接收来自真有效值处理单元5的信号，经运算后如果发现有过载、缺相、欠压、过压信息时，一方面发出指令通过报警单元9发出声光报警，另一方面发出指令给功率驱动单元14，功率驱动单元14输出经功率放大的驱动信号给开关本体15，开关本体15动作，开启或关闭相应开关通道，实现主/辅电源切换或关断负载；微处理器单元6当接收到来自消防联动输入19送来的强制关断信号后，立即发出控制指令给功率驱动单元14，对开关本体15实行切换电源及关断负载；开关本体位置反馈装置17，将开关本体动作以后的开关位置信号送到微处理器单元6，如果位置反馈装置反馈的信号出现错误，微处理器单元6将发出指令，通过报警单元9发出声光报警，提醒通知相关人员，充分保证供电的安全和可靠。
微处理器单元6通过功率驱动单元14与外接发电机端子16相连，当微处理器单元6检测到市电断电以后，立即发出指令通过功率驱动单元14输出控制信号给外接发电机，自动启动发电机供电，另一方面用以定时定期检查发电机的工作状态，此时只需要通过键盘7输入一个命令就可以启动外接发电机。
控制装置工作电源单元18和19用于为控制装置中各单元电路提供直流工作电压，主/辅三相电源分别输入到控制装置工作电源单元18和19，在这两个电源单元中安装有两个三相同步变压器，经整流滤波后输出直流电压给控制装置工作电源分配单元20，微处理器单元6在判断输入电源是主交流电源输入还是辅助交流电源输入后，控制工作电源分配单元20开启相应通路，为控制装置中各单元电路提供所需的工作电源，保证控制及执行、显示等单元在主辅电源任意一电源断电后仍能正常工作。
微处理器单元6与JTAG调试插口10相连，用以现场调试及编程。
微处理器单元6与实时时钟单元13相连，用以显示当前时间，包括年、月、日、小时、分钟、秒。
微处理器单元6还外接有E2PROM单元12，用于存储输入交流电源的电压、电流、频率及报警参数、时间等。
微处理器单元6带有网络通讯单元11，通过网络协议与上位机通讯，接受来自上位机的查询和操作。
图2是三相智能双电源无缝自动切换装置控制器与开关本体连接示意图，图中控制装置200通过连接电缆204与开关本体201连接，在开关本体201上面安装有主交流电源输入接线端子座205、辅助交流电源输入座206及交流输出端子座207，在开关本体201侧面安装有开关本体位置反馈装置202和203。
在开关本体201上面还安装有主交流电源控制开关208；辅助交流电源控制开关209，控制装置200通过连接电缆204对主交流电源控制开关208和辅助交流电源控制开关209的开关状态实行控制。
图3是三相智能双电源无缝自动切换装置控制器面板，在面板图中可以看到显示器屏幕上显示有当前三相电源的参数及实时时间，在屏幕左方显示当前开关本体是接通主电源还是接通辅助电源的开关状态图标；面板上有5个LED指示灯，“运行”指示采用蓝色LED，一秒闪烁一次，表示控制器工作状态。“A电源”采用红色LED，当系统处于主电源供电时发光；“B电源”采用绿色LED，当系统处于辅助电源供电时发光；“报警指示”采用红色LED，当系统出现过压、欠压、过流、频率超标时发光，并同时发出警报声响；“切换失败”采用红色LED，当开关本体切换机构出现问题时发光，并同时发出警报声响；面板上有7个按键，通过操作这7个按键来设置各种需要设置的参数。
图4是 三相智能双电源无缝自动切换装置控制器软件流程图。采用C语言编写，在此就不予以详细阐述。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域技术人员公知的现有技术，虽然本发明己通过有关的实施案例进行了图示和描述，但是，本专业技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。
Claims (4)
1.一种三相智能双电源无缝自动切换装置，其特征在于：有主三相交流电源输入降压单元(1)、辅三相交流电源输入降压单元(2)、主三相交流电源交流参数检测单元(3)、辅三相交流电源交流参数检测单元(4)、真有效值处理单元(5)、微处理器单元(6)、键盘输入单元(7)、液晶显示单元(8)、报警单元(9)、JTAG调试插口(10)、网络通讯单元(11)、E2PROM单元(12)、实时时钟单元(13)、功率驱动单元(14)、开关本体(15)、外接发电机端子(16)、开关本体位置反馈装置(17)、控制装置工作电源单元(18)和(19)、控制装置工作电源分配单元(20)组成；主三相交流电源输入降压单元(1)，其输出送入到主三相交流电源输入交流参数检测单元(3)，辅三相交流电源输入降压单元(2)其输出送入到辅三相交流电源交流参数检测单元(4)，主三相交流电源交流参数检测单元(3)及辅三相交流电源交流参数检测单元(4)均采用微型电流、电压传感器，分别采集主/辅三相交流电源的电流、电压信号，采集后的信号送到真有效值处理单元5进行处理；微处理器单元(6)接收来自真有效值处理单元(5)的信号，经运算后送到液晶显示单元8实时显示当前三相电源的电流、电压、频率数值；微处理器单元(6)接收来自真有效值处理单元(5)的信号，经运算后如果发现有过载、缺相、欠压、过压信息通过报警单元(9)发出声光报警，同时通过功率驱动单元(14)对开关本体(15)发出动作指令切换电源及关断负载；微处理器单元(6)与JTAG调试插口(10)相连，用以现场调试及编程；微处理器单元(6)与实时时钟单元(13)相连，用以显示当前时间，包括年、月、日、小时、分钟、秒；微处理器单元(6)还外接有E2PROM单元(10)；微处理器单元(6)接收来自消防联动送来的强制关断信号(19)，通过功率驱动单元(14) 对开关本体(15)发出动作指令切换电源及关断负载；微处理器单元(6)通过功率驱动单元(14)与外接发电机端子(16)相连，一方面在市电断电以后可以自动启动发电机供电，另一方面用以定时定期检查发电机的工作状态；微处理器单元(6)带有网络通讯单元11，通过网络协议与上位机通讯，接受来自上位机的查询和操作；控制装置工作电源单元(18)和(19)分别连接到主/辅三相电源，通过控制装置工作电源分配单元(20)提供控制装置所需的工作电源，保证控制及执行、显示各单元在主/辅电源任意一电源断电后仍能正常工作；开关本体位置反馈装置(17)将开关本体动作以后的开关位置信号送到微处理器单元(6)，如果位置反馈信号出现错误，微处理器单元(6)将发出相应指令，通过报警单元(9)发出声光报警，提醒通知相关人员，充分保证供电的安全和可靠。
2.根据权利要求1所述一种三相智能双电源无缝自动切换装置，其特征在于：所述的对于交流电压、电流信号的处理采用了真有效值处理技术，真有效值处理技术采用了真有效值芯片LTC1966。
3.根据权利要求1所述一种三相智能双电源无缝自动切换装置，其特征在于：所述的控制装置工作电源单元(18)和(19)分别各采用了一个三相交流同步变压器，通过整流、滤波后为系统提供工作电源。
4.根据权利要求1所述一种三相智能双电源无缝自动切换装置，其特征在于：三相智能双电源无缝自动切换装置是有开关本体和控制装置两部分组成，控制装置与开关本体用电缆相连。
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| CN109560606A (zh) * | 2017-09-26 | 2019-04-02 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种市电发电自动切换方法及装置 |
| CN111987789A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-11-24 | 国网福建省电力有限公司 | 一种无缝ats开关及其控制方法 |
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