CN207069683U - 智能开关装置和开关柜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种智能开关装置和开关柜。所述开关装置包括：第一开关单元，连接在第一电源和负载之间；第二开关单元，连接在第二电源和负载之间；控制单元，连接到第一开关单元和第二开关单元，控制单元控制第一开关单元导通并控制第二开关单元断开，以通过第一电源向负载供电；电流传感器，连接在第一开关单元与第二开关单元之间，其中，当控制单元控制第一开关单元断开时，电流传感器感测负载侧的感应电流，从而控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流来控制第二开关单元导通，以通过第二电源向负载供电。因此，可以智能地缩短电源切换间隔时间并同时防止期望供电的电源因负载侧的很大的感应电流的流入而损坏。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能开关装置和开关柜。
背景技术
自动转换开关装置(Automatic Transfer Switching Equipment，ATSE)是诸如开关柜的配电系统的组成元件。自动转换开关装置的输入端连接到供电系统的常用电源和备用电源，输出端连接到负载。通常情况下，自动转换开关装置将常用电源连接到负载，并且在常用电源出现故障时进行切换，以断开常用电源和负载的连接并将备用电源连接到负载，从而以保证负载供电的连续性。
在自动转换开关装置断开常用电源和负载的连接时，在负载中可能产生感应电流。感应电流在刚刚断开常用电源时是很大的，并随时间不断减小。如果在断开常用电源的同时将备用电源连接到负载，则负载中很大的感应电流可能影响备用电源。因此，需要在断开常用电源与负载的连接和建立备用电源与负载的连接之间余留一定的切换间隔时间，以避免很大的感应电流影响备用电源。然而，在切换间隔时间，负载会因失去供电而停止运行。因此，需要设置合适的切换间隔时间，以在避免备用电源受到感应电流的影响的同时缩短负载停止运行的时间。
实用新型内容
本实用新型旨在解决上述和/或其他技术问题，并提供一种智能开关装置和开关柜。
根据示例性实施例，一种开关装置包括：第一开关单元，连接在第一电源和负载之间；第二开关单元，连接在第二电源和负载之间；控制单元，连接到第一开关单元和第二开关单元，控制单元控制第一开关单元导通并控制第二开关单元断开，以通过第一电源向负载供电；电流传感器，连接在第一开关单元与第二开关单元之间，其中，当控制单元控制第一开关单元断开时，电流传感器感测负载侧的感应电流，从而控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流来控制第二开关单元导通，以通过第二电源向负载供电。因此，与现有技术中的预先余留切换间隔时间相比，根据示例性实施例的开关装置可以根据负载侧的感应电流的实际大小来进行切换控制，从而可以智能地缩短切换间隔时间，从而缩短在切换间隔时间中负载停止运行的时间，并同时防止期望供电的电源因负载侧的很大的感应电流的流入而损坏。
控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流小于阈值来控制第二开关单元导通，以通过第二电源向负载供电。因此，可以使切换间隔时间最小化，从而保证在切换间隔时间中负载停止运行的时间最小化。
控制单元还包括：一第一电压传感器，连接在第一电源和第一开关单元之间，并感测第一电源侧的电压，其中，在第一开关单元导通且第二开关单元断开以通过第一电源向负载供电的情况下，当控制单元确定第一电压传感器感测的第一电源侧的电压异常时，控制单元控制第一开关单元断开。在第一开关单元断开且第二开关单元导通以通过第二电源向负载供电的情况下，当控制单元确定第一电压传感器感测的第一电源侧的电压正常时，控制单元控制第二开关单元断开并控制第一开关单元导通，以通过第一电源向负载供电。当控制单元控制第二开关断开时，电流传感器感测负载侧的感应电流，从而控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流来控制第一开关单元导通，以通过第一电源向负载供电。控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流小于阈值来控制第一开关单元导通，以通过第一电源向负载供电。因此，可以智能地确定多个电源的正常和异常，并且当向负载供电的电源异常时，智能地控制切换正常的电源向负载供电，并可以使切换间隔时间最小化，从而保证在切换间隔时间中负载停止运行的时间最小化，并同时防止期望供电的电源因负载侧的很大的感应电流的流入而损坏。
第一电源是常用电源，第二电源是备用电源，所述开关装置是自动切换常用电源或备用电源向负载供电的自动切换开关装置。
根据另一示例性实施例，一种开关柜可以包括如上所述的开关装置。
因此，根据示例性实施例的开关装置和开关柜可以智能地确定多个电源的正常和异常，并且当向负载供电的电源异常时，智能地控制切换正常的电源向负载供电，并可以使切换间隔时间最小化，从而保证在切换间隔时间中负载停止运行的时间最小化。同时，根据示例性实施例的开关装置和开关柜可以防止期望供电的电源因负载侧的很大的感应电流的流入而损坏。
附图说明
以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中，
图1是示出根据示例性实施例的开关柜的示意性框图；
图2是示出根据示例性实施例的开关装置的示意图。
附图标记说明：
100柜体
200开关装置
211、213……多个开关单元
230控制单元
250电流传感器
271、273……多个电压传感器
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
图1是示出根据示例性实施例的开关柜的示意性框图。如图1中所示，根据示例性实施例的开关柜可以包括柜体100和开关装置200。
柜体100可以容纳开关柜的各种元件，例如，开关装置200。柜体100还可以为容纳的开关柜的各种元件相对于外部提供电磁屏蔽。
开关装置200可以安装在柜体100中。开关装置200可以连接在多个电源和至少一个负载之间。开关装置200可以进行切换，从而可以选择性地将多个电源中的某个电源连接到负载以向负载供电。
根据示例性实施例的开关柜可以根据电源和负载的不同而具有不同的构造。例如，在一个示例性实施例中，当电源和负载为低压电源和负载时，开关柜可以被构造为低压开关柜。这时，开关装置200可以为适用于低压应用的自动转换开关装置(ATSE)。
图2是示出了根据示例性实施例的开关装置200的示意性框图。如图2中所示，开关装置200可以包括多个开关单元211、213……、控制单元230和电流传感器250。
多个开关单元211、213……可以连接在多个电源和至少一个负载之间。例如，第一开关单元211可以连接在第一电源和负载之间，第二开关单元213可以连接在第二电源和负载之间。这里，多个开关单元211、213……可以为适用于低压应用的诸如继电器等类型的开关元件。
控制单元230可以连接到多个开关单元211、213……。控制单元230可以分别控制多个开关单元211、213……的导通和断开，从而选择性地将多个电源中的某个电源连接到负载以向负载供电。
这里，第一电源可以为常用电源，第二电源可以为备用电源。通常情况下，控制单元 230可以控制第一开关单元211导通，并可以其余的第二开关单元213……断开，从而将作为常用电源的第一电源连接到负载，以通过常用电源向负载供电。
电流传感器250可以连接在负载和多个开关单元211、213……之间。换句话说，电流传感器250可以连接在开关装置200的输出端处。电流传感器250可以感测负载侧的电流，例如，负载侧的感应电流。电流传感器250可以为三相电流传感器。
根据一个示例性实施例，在开关装置200将多个电源中的一个电源(例如，常用电源) 连接到负载以向负载供电的情况下，当期望切换为以多个电源中的另一个电源(例如，备用电源)向负载供电时，控制单元230可以首先控制第一开关单元211断开。
当断开第一开关单元211时，在负载侧可能因为负载中包括的感性元件(例如，电机等)而产生感应电流。在刚刚断开第一开关单元211时产生的负载侧的感应电力可能会很大，并可以随着时间而逐渐变小。这时，电流传感器250可以感测负载侧的感应电流，并可以将感测的负载侧的感应电流相关的信息(例如，感应电流的幅值)发送到控制单元230。
当接收到来自电流传感器250的信息时，控制单元230可以根据电流传感器感测的负载侧的感应电流来控制第二开关单元213是否导通。
具体地讲，如果导通第二开关单元213时的负载侧的感应电流很大时，这样的感应电流将因第二开关单元213的导通而流到备用电源，并可能因此损坏备用电源。因此，控制单元230可以在负载侧的感应电流随时间减小至足够小以至于不会损坏备用电源时导通第二开关单元213，以通过备用电源向负载供电。例如，可以根据备用电源的情况来设定阈值，控制单元230可以根据电流传感器250感测的负载侧的感应电流小于该阈值来控制第二开关单元213导通，以通过第二电源向负载供电。
因此，根据示例性实施例的开关装置200和开关柜可以智能地控制切换向负载供电的电源，并可以使切换间隔时间最小化，从而保证在切换间隔时间中负载停止运行的时间最小化。同时，根据示例性实施例的开关装置200和开关柜可以防止期望供电的电源因负载侧的很大的感应电流的流入而损坏。
如图2中所示，根据示例性实施例的开关装置200还可以包括多个电压传感器271、273……。多个电压传感器271、273……可以连接在多个开关单元211、213……和多个电源之间。换句话说，多个电压传感器271、273……可以连接在开关装置200的输入端处。例如，第一电压传感器271可以连接在第一开关211和第一电源之间，第二电压传感器271 可以连接在第二开关213和第二电源之间，……。
多个电压传感器271、273……可以分别感测多个电源的电压(即，电源侧的电压)，并可以将感测的电源侧的电压相关的信息(例如，电压的幅值)发送到控制单元230。
当接收到来自电压传感器271、273……的信息时，控制单元230可以确定各个电源的电源侧的电压是否异常，从而可以确定各个电源是否异常，并跟去电源是正常还是异常来控制多个开关单元导通或断开。
具体地讲，在通过多个电源中的至少一个电源向负载供电的情况下，当控制单元230 确定与至少一个电源对应的电压传感器感测的电源侧的电压异常时，控制单元230可以控制连接在所述至少一个电源和负载之间的开关单元断开。然后，控制单元230可以确定与多个电源中的至少另一个电源对应的电压传感器感测的电源侧的电压正常。这时，开关装置200可以进行上述操作，以在负载侧的感应电流不会损坏或影响至少另一个电源的情况下以最短的切换间隔时间导通连接在至少另一个电源和负载之间的开关单元，从而通过至少另一个电源向负载供电。
例如，在第一开关单元211导通且第二开关单元213断开以通过第一电源(常用电源) 向负载供电的情况下，当控制单元230确定第一电压传感器211感测的第一电源侧的电压异常时，控制单元230可以控制第一开关单元211断开。然后，开关装置200可以进行上述操作，以在负载侧的感应电流不会损坏或影响第二电源(备用电源)的情况下以最短的切换间隔时间导通第二开关单元213，从而通过第二电源(备用电源)向负载供电。
此外，在第一开关单元211断开且第二开关单元213导通以通过第二电源向负载供电的情况下，当控制单元230确定第一电压传感器271感测的第一电源侧的电压正常时，控制单元230可以控制第二开关单元213断开并控制第一开关单元211导通，以通过第一电源向负载供电。
相似地，当控制单元230控制第二开关213断开时，电流传感器250可以感测负载侧的感应电流，从而控制单元230可以根据电流传感器250感测的负载侧的感应电流来控制第一开关单元211导通，以通过第一电源向负载供电。
这里，控制单元230可以在负载侧的感应电流随时间减小至足够小以至于不会损坏第一电源时导通第一开关单元211，以通过第一电源向负载供电。例如，可以根据第一电源的情况来设定阈值，控制单元230可以根据电流传感器250感测的负载侧的感应电流小于该阈值来控制第一开关单元211导通，以通过第一电源向负载供电。
因此，根据示例性实施例的开关装置200和开关柜可以智能地确定多个电源的正常和异常，并且当向负载供电的电源异常时，智能地控制切换正常的电源向负载供电，并可以使切换间隔时间最小化，从而保证在切换间隔时间中负载停止运行的时间最小化。同时，根据示例性实施例的开关装置200和开关柜可以防止期望供电的电源因负载侧的很大的感应电流的流入而损坏。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (8)
1.开关装置(200)，其特征在于，所述开关装置包括：
一第一开关单元(211)，连接在第一电源和负载之间；
一第二开关单元(213)，连接在第二电源和负载之间；
一控制单元(230)，连接到第一开关单元和第二开关单元，控制单元控制第一开关单元导通并控制第二开关单元断开，以通过第一电源向负载供电；
一电流传感器(250)，连接在第一开关单元与第二开关单元之间，
其中，当控制单元控制第一开关单元断开时，电流传感器感测负载侧的感应电流，从而控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流来控制第二开关单元导通，以通过第二电源向负载供电。
2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流小于阈值来控制第二开关单元导通，以通过第二电源向负载供电。
3.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，控制单元还包括：
一第一电压传感器(271)，连接在第一电源和第一开关单元之间，并感测第一电源侧的电压，
其中，在第一开关单元导通且第二开关单元断开以通过第一电源向负载供电的情况下，当控制单元确定第一电压传感器感测的第一电源侧的电压异常时，控制单元控制第一开关单元断开。
4.如权利要求3所述的开关装置，其特征在于，在第一开关单元断开且第二开关单元导通以通过第二电源向负载供电的情况下，当控制单元确定第一电压传感器感测的第一电源侧的电压正常时，控制单元控制第二开关单元断开并控制第一开关单元导通，以通过第一电源向负载供电。
5.如权利要求4所述的开关装置，其特征在于，当控制单元控制第二开关断开时，电流传感器感测负载侧的感应电流，从而控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流来控制第一开关单元导通，以通过第一电源向负载供电。
6.如权利要求5所述的开关装置，其特征在于，控制单元根据电流传感器感测的负载侧的感应电流小于阈值来控制第一开关单元导通，以通过第一电源向负载供电。
7.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，第一电源是常用电源，第二电源是备用电源，所述开关装置是自动切换常用电源或备用电源向负载供电的自动切换开关装置。
8.一种开关柜，其特征在于，所述开关柜包括：
如权利要求1至权利要求7中任意一项权利要求所述的开关装置(200)。
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