CN217769593U - 一种备自投装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种备自投装置，所述装置包括：母线检测模块、多路断路器状态检测模块、多路跳合闸控制回路、控制器、取电模块和电压调节模块；所述母线检测模块用于检测母线的带电状态；所述多路断路器状态检测模块用于检测断路器的运行状态；所述控制器用于根据母线的带电状态，以及所述多个断路器的运行状态，生成相对应的跳合闸控制信号；所述多路跳合闸控制回路用于根据所述跳合闸控制信号控制相对应断路器进行分闸或合闸；其解决了现有技术中的备自投装置存在自投方式单一和供电不足的问题，实现多种自投方式，满足在电力系统中不同应用场景的自投需求，提升了装置的可靠性和适用性，避免损坏电力系统，满足了用户的需求。

Description

一种备自投装置

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种备自投装置。

背景技术

备用电源自动投入装置是指当线路或用电设备发生故障时,能够自动迅速、准确的把备用电源投入用电设备中或把设备切换到备用电源上,不至于让用户断电的一种装置,简称备自投装置。

而现有的备自投装置存在自投方式单一和供电不足的问题，降低了备自投装置的可靠性差，从而影响了对设备的自动化控制，且容易损坏电力系统,不能满足用户的需求。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的不足，本实用新型的提供的一种备自投装置，其解决了现有技术中的备自投装置存在自投方式单一和供电不足的问题，通过控制不同断路器的分闸和合闸，实现多种自投方式，满足在电力系统中不同应用场景的自投需求，提升了装置的可靠性和适用性，避免损坏电力系统，满足了用户的需求。

本实用新型提供一种备自投装置，所述装置包括：母线检测模块、多路断路器状态检测模块、多路跳合闸控制回路、控制器、取电模块和电压调节模块；所述母线检测模块使用时分别与第一母线和第二母线相连，用于检测所述第一母线和所述第二母线的带电状态；所述多路断路器状态检测模块使用时分别与多个断路器相连，用于检测所述多个断路器的运行状态；所述控制器分别与所述多路断路器状态检测模块和所述母线检测模块相连，用于根据所述第一母线和所述第二母线的带电状态，以及所述多个断路器的运行状态，生成相对应的跳合闸控制信号；所述多路跳合闸控制回路与所述控制器相连，使用时还分别与所述多个断路器相连，用于根据所述跳合闸控制信号控制相对应断路器进行分闸或合闸；所述取电模块与所述第一母线和所述第二母线相连，用于从所述第一母线或所述第二母线上获取取电电压；所述电压调节模块与所述取电模块相连，用于对所述取电电压进行电压调节，得到多个供电电压，使所述多个供电电压为所述母线检测模块、所述断路器状态检测模块、所述跳合闸控制回路和所述控制器提供工作电能。

可选地，每路断路器状态检测模块包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和电压比较器；所述第一电阻的第一端与断路器的辅助开关第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述电压比较器的反相输入端相连；所述电压比较器的反相输入端还通过第二电阻接地，所述电压比较器的反相输入端还通过第三电阻与所述电压调节模块的输出端相连，所述电压比较器的正相输入端与基准电压源相连，所述电压比较器的输出端与所述控制器相连。

可选地，每路断路器状态检测模块还包括：连接插座、第一电容、第二电容和第四电阻；所述连接插座的第一接线端与所述断路器的辅助开关第一端相连，所述连接插座的第二接线端与所述断路器的辅助开关第二端相连；所述连接插座的第一接线端通过所述第一电容接地，所述连接插座的第二接线端也接地；所述电压比较器的输出端还通过所述第四电阻与所述电压调节模块的输出端相连，所述电压比较器的输出端还通过所述第二电容接地。

可选地，所述取电模块包括：第一电流互感器、第二电流互感器和电压转换模块；所述第一电流互感器设置在所述第一母线上，用于采集所述第一母线上的第一感应电流；所述第二电流互感器设置在所述第二母线上，用于采集所述第二母线上第二感应电流；所述电压转换模块分别与所述第一电流互感器和所述第二电流互感器相连，用于对所述第一感应电流或/和所述第二感应电流进行电压转换，得到取电电压。

可选地，所述电压调节模块包括：控制单元、开关单元、变压单元和反馈单元；所述变压单元的输入端与所述取电模块的输出端相连，所述变压单元的输出端与所述反馈单元的输入端相连，所述反馈单元的输出端与所述控制单元的输入端相连，所述控制单元的输出端通过所述开关单元与所述变压单元的控制端相连；所述控制单元用于根据所述反馈单元采集到的输出电压控制所述开关单元的导通或断开，使所述变压单元输出稳定的供电电压。

可选地，所述电压调节模块还包括：充电单元和储能单元；所述充电单元的输入端与所述变压单元的输出端相连，所述充电单元的输出端与所述储能单元相连，用于根据所述变压单元的输出电压为所述储能单元进行充电；所述储能单元还与负载相连，用于为所述负载提供电能。

可选地，充电单元包括：第五电阻、第六电阻、第一三极管和第一二极管；所述第一三极管的基极通过所述第五电阻与所述变压单元的输出端相连，所述第一三极管的发射极通过所述第六电阻与所述变压单元的输出端相连，所述第一三极管的集电极与所述第一二极管的阳极相连，所述第一二极管的阴极为所述充电单元的输出端。

可选地，所述充电单元还包括：第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第一三极管的基极相连，所述第七电阻的第二端接地。

可选地，所述储能单元包括：第三电容，所述第三电容的第一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第三电容的第二端接地。

可选地，所述装置还包括：显示模块，所述显示模块与所述控制器相连，用于显示所述控制器发送的所述第一母线和所述第二母线的带电状态、以及所述多个断路器的运行状态。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实施例通过母线检测模块实时检测第一母线和第二母线的带电状态，且通过多路断路器状态检测模块实时检测多个断路器的运行状态，控制器根据所述第一母线和所述第二母线的带电状态以及所述多个断路器的运行状态，生成相对应的跳合闸控制信号，使跳合闸控制回路根据所述跳合闸控制信号控制相对应断路器进行分闸或合闸，因此通过控制不同断路器的分闸和合闸，实现多种自投方式，满足在电力系统中不同应用场景的自投需求，提升了装置的可靠性和适用性，避免损坏电力系统，满足了用户的需求。

2、本实施例通过取电模块从所述第一母线或所述第二母线上获取取电电压，并通过电压调节模块对所述取电电压进行电压调节，得到多个供电电压，使所述多个供电电压为所述母线检测模块、所述断路器状态检测模块、所述跳合闸控制回路和所述控制器提供工作电能；因此，从母线上取电不仅避免附加额外的供电电源，还能提供稳定的工作电能，进一步提高了装置的可靠性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本实用新型实施例提供的一种备自投装置的结构示意图；

图2所示为本实用新型实施例提供的一种主接线示意图；

图3所示为本实用新型实施例提供的一种断路器状态检测模块的电路示意图；

图4所示为本实用新型实施例提供的一种电压调节模块的结构示意图；

图5所示为本实用新型实施例提供的一种充电单元的电路示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本实用新型实例中相同标号的功能单元具有相同和相似的结构和功能。

实施例一

图1所示为本实用新型实施例提供的一种备自投装置的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的备自投装置100具体包括：

母线检测模块110、多路断路器状态检测模块120、多路跳合闸控制回路130、控制器140、取电模块150和电压调节模块160；

所述母线检测模块110使用时分别与第一母线200和第二母线300相连，用于检测所述第一母线200和所述第二母线300的带电状态；

所述多路断路器状态检测模块120使用时分别与多个断路器400相连，用于检测所述多个断路器400的运行状态；

所述控制器140分别与所述多路断路器状态检测模块120和所述母线检测模块110相连，用于根据所述第一母线200和所述第二母线300的带电状态，以及所述多个断路器的运行状态，生成相对应的跳合闸控制信号；

所述多路跳合闸控制回路130与所述控制器140相连，使用时还分别与所述多个断路器相连，用于根据所述跳合闸控制信号，控制所述多个断路器的分闸和合闸；

所述取电模块150与所述第一母线200和所述第二母线300相连，用于从所述第一母线200或所述第二母线300上获取取电电压；

所述电压调节模块160与所述取电模块150相连，用于对所述取电电压进行电压调节，得到多个供电电压，使所述多个供电电压为所述母线检测模块110、所述断路器状态检测模块120、所述跳合闸控制回路130和所述控制器140提供工作电能。

需要说明的是，如图2所示，在本实用新型中的多个断路器包括至少三个断路器，分别为第一断路器1DL、第二断路器2DL和第三断路器3DL，母线包括第一母线I目和第二母线II目，其中，进线1通过第一断路器和第一母线连接，进线2通过第二断路器与第二母线连接，所述第一母线通过第三断路器与所述第二母线连接；通过本实施例的备自投装置控制的自投方式包括：

自投方式1：正常工作时，进线1运行，进线2备用，即1DL、3DL在合位，2DL在分位；当进线1因电源故障或其它原因被断开后，进线2备用电源自动投入。

自投方式2：正常工作时，进线2运行，进线1备用，即2DL、3DL在合位，1DL在分位；当进线2因电源故障或其它原因被断开后，进线1备用电源自动投入。

自投方式3：正常工作时，两段母线分列运行，每条进线各带一段母线，当进线1电源因故障或其它原因被断开后，分段开关自动投入。

自投方式4：正常工作时，两段母线分列运行，每条进线各带一段母线，当进线2电源因故障或其它原因被断开后，分段开关自动投入。

本实施例通过母线检测模块110实时检测第一母线200和第二母线300的带电状态，且通过多路断路器状态检测模块120实时检测多个断路器的运行状态，控制器140根据所述第一母线200和所述第二母线300的带电状态以及所述多个断路器的运行状态，生成相对应的跳合闸控制信号，使跳合闸控制回路130根据所述跳合闸控制信号控制相对应断路器进行分闸或合闸，因此通过控制不同断路器的分闸和合闸，实现多种自投方式，满足在电力系统中不同应用场景的自投需求，提升了装置的可靠性和适用性，避免损坏电力系统，满足了用户的需求。

进一步地，本实施例通过取电模块150从所述第一母线200或所述第二母线300上获取取电电压，并通过电压调节模块160对所述取电电压进行电压调节，得到多个供电电压，使所述多个供电电压为所述母线检测模块110、所述断路器状态检测模块120、所述跳合闸控制回路130和所述控制器140提供工作电能；因此，从母线上取电不仅避免附加额外的供电电源，还能提供稳定的工作电能，进一步提高了装置的可靠性。

实施例二

图3所示为本实用新型实施例提供的一种断路器状态检测模块的电路示意图；如图3所示，所述断路器状态检测模块包括：

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电压比较器U1；所述第一电阻R1的第一端与断路器的辅助开关第一端相连，所述第一电阻R1的第二端与所述电压比较器U1的反相输入端相连；所述电压比较器U1的反相输入端还通过第二电阻R2接地，所述电压比较器U1的反相输入端还通过第三电阻R3与所述电压调节模块的输出端相连，所述电压比较器U1的正相输入端与基准电压源相连，所述电压比较器U1的输出端与所述控制器相连。

在本实施例中，每路断路器状态检测模块还包括：连接插座J1、第一电容C1、第二电容C2和第四电阻R4；所述连接插座J1的第一接线端与所述断路器的辅助开关第一端相连，所述连接插座J1的第二接线端与所述断路器的辅助开关第二端相连；所述连接插座J1的第一接线端通过所述第一电容C1接地，所述连接插座J1的第二接线端也接地；所述电压比较器U1的输出端还通过所述第四电阻R4与所述电压调节模块的输出端相连，所述电压比较器U1的输出端还通过所述第二电容C2接地。

需要说明的是，断路器包括多组主触头和辅助开关，根据断路器的工作原理，断路器合闸时，多组主触头闭合，辅助开关也跟随闭合；当断路器分闸时，多组主触头断开，辅助开关也跟随断开；因此，可以将辅助开关接入断路器状态检查模块中，通过判断辅助开关的状态从而得到断路器的运行状态。

在本实施例中，通过连接插座将断路器的辅助开关接入本检测模块，当断路器合闸时，通过第一电阻、第二电阻和第三电阻的分压，电压比较器的反相输入端的电压小于同相输入端的电压，电压比较器输出高电平，从而判断出断路器合闸；当断路器分闸时，通过第一电阻、第二电阻和第三电阻的分压，电压比较器的反相输入端的电压大于同相输入端的电压，电压比较器输出低电平，从而判断出断路器分闸。其中，本实施例中的第一电容和第二电容用于滤波。

实施例三

在本实施例中，所述取电模块包括：第一电流互感器、第二电流互感器和电压转换模块；所述第一电流互感器设置在所述第一母线上，用于采集所述第一母线上的第一感应电流；所述第二电流互感器设置在所述第二母线上，用于采集所述第二母线上第二感应电流；所述电压转换模块分别与所述第一电流互感器和所述第二电流互感器相连，用于对所述第一感应电流或/和所述第二感应电流进行电压转换，得到取电电压。

图4所示为本实用新型实施例提供的一种电压调节模块的结构示意图；如图4所示，在本实施例中，所述电压调节模块包括：

控制单元161、开关单元162、变压单元163和反馈单元164；所述变压单元的输入端与所述取电模块的输出端相连，所述变压单元163的输出端与所述反馈单元164的输入端相连，所述反馈单元164的输出端与所述控制单元161的输入端相连，所述控制单元161的输出端通过所述开关单元162与所述变压单元163的控制端相连；所述控制单元161用于根据所述反馈单元164采集到的输出电压控制所述开关单元162的导通或断开，使所述变压单元163输出稳定的供电电压。

在本实施例中，所述电压调节模块还包括：充电单元165和储能单元166；所述充电单元165的输入端与所述变压单元163的输出端相连，所述充电单元165的输出端与所述储能单元166相连，用于根据所述变压单元163的输出电压为所述储能单元166进行充电；所述储能单元166还与负载相连，用于为所述负载提供电能。

需要说明的是，本实施例通过控制单元161、开关单元162、变压单元163和反馈单元164组成的电压调节模块对取电电压进行反馈调压，使得到的输出电压可以稳定的为负载提供电能，提高了供电稳定性。并且通过充电单元165使变压单元163输出的电压为所述储能单元166进行充电，当所述输出电压低于预设电压阈值时，通过储能单元166为所述负载提供补充电能，保证了后级负载的正常运行，进一步提高了供电稳定性。其中，所述负载包括但不限于所述母线检测模块、所述断路器状态检测模块、所述跳合闸控制回路和所述控制器。

实施例四

图5所示为本实用新型实施例提供的一种充电单元的电路示意图；如图5所示，所述充电单元包括：

第五电阻R5、第六电阻R6、第一三极管Q1和第一二极管D1；

所述第一三极管Q1的基极通过所述第五电阻R5与所述变压单元的输出端相连，所述第一三极管Q1的发射极通过所述第六电阻R6与所述变压单元的输出端相连，所述第一三极管Q1的集电极与所述第一二极管D1的阳极相连，所述第一二极管D1的阴极为所述充电单元的输出端。

在本实施例中，所述充电单元还包括：第七电阻R7，所述第七电阻R7的第一端与所述第一三极管Q1的基极相连，所述第七电阻R7的第二端接地。

在本实施例中，所述储能单元包括：第三电容C1，所述第三电容C1的第一端与所述第一二极管D1的阴极相连，所述第三电容C1的第二端接地。

需要说明的是，在本实施例中通过第一三极管Q1和第一二极管D1给第三电容C1充电。

在本实用新型的另一个实施例中，所述所述装置还包括：显示模块，所述显示模块与所述控制器相连，用于显示所述控制器发送的所述第一母线和所述第二母线的带电状态、以及所述多个断路器的运行状态。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种备自投装置，其特征在于，所述装置包括：

母线检测模块、多路断路器状态检测模块、多路跳合闸控制回路、控制器、取电模块和电压调节模块；

所述母线检测模块使用时分别与第一母线和第二母线相连，用于检测所述第一母线和所述第二母线的带电状态；

所述多路断路器状态检测模块使用时分别与多个断路器相连，用于检测所述多个断路器的运行状态；

所述控制器分别与所述多路断路器状态检测模块和所述母线检测模块相连，用于根据所述第一母线和所述第二母线的带电状态，以及所述多个断路器的运行状态，生成相对应的跳合闸控制信号；

所述多路跳合闸控制回路与所述控制器相连，使用时还分别与所述多个断路器相连，用于根据所述跳合闸控制信号控制相对应断路器进行分闸或合闸；

所述取电模块与所述第一母线和所述第二母线相连，用于从所述第一母线或所述第二母线上获取取电电压；

所述电压调节模块与所述取电模块相连，用于对所述取电电压进行电压调节，得到多个供电电压，使所述多个供电电压为所述母线检测模块、所述断路器状态检测模块、所述跳合闸控制回路和所述控制器提供工作电能。

2.如权利要求1所述的备自投装置，其特征在于，每路断路器状态检测模块包括：

第一电阻、第二电阻、第三电阻和电压比较器；

所述第一电阻的第一端与断路器的辅助开关第一端相连，所述第一电阻的第二端与所述电压比较器的反相输入端相连；

所述电压比较器的反相输入端还通过第二电阻接地，所述电压比较器的反相输入端还通过第三电阻与所述电压调节模块的输出端相连，所述电压比较器的正相输入端与基准电压源相连，所述电压比较器的输出端与所述控制器相连。

3.如权利要求2所述的备自投装置，其特征在于，每路断路器状态检测模块还包括：

连接插座、第一电容、第二电容和第四电阻；

所述连接插座的第一接线端与所述断路器的辅助开关第一端相连，所述连接插座的第二接线端与所述断路器的辅助开关第二端相连；所述连接插座的第一接线端通过所述第一电容接地，所述连接插座的第二接线端也接地；

所述电压比较器的输出端还通过所述第四电阻与所述电压调节模块的输出端相连，所述电压比较器的输出端还通过所述第二电容接地。

4.如权利要求1所述的备自投装置，其特征在于，所述取电模块包括：

第一电流互感器、第二电流互感器和电压转换模块；

所述第一电流互感器设置在所述第一母线上，用于采集所述第一母线上的第一感应电流；

所述第二电流互感器设置在所述第二母线上，用于采集所述第二母线上第二感应电流；

所述电压转换模块分别与所述第一电流互感器和所述第二电流互感器相连，用于对所述第一感应电流或/和所述第二感应电流进行电压转换，得到取电电压。

5.如权利要求1所述的备自投装置，其特征在于，所述电压调节模块包括：

控制单元、开关单元、变压单元和反馈单元；

所述变压单元的输入端与所述取电模块的输出端相连，所述变压单元的输出端与所述反馈单元的输入端相连，所述反馈单元的输出端与所述控制单元的输入端相连，所述控制单元的输出端通过所述开关单元与所述变压单元的控制端相连；

所述控制单元用于根据所述反馈单元采集到的输出电压控制所述开关单元的导通或断开，使所述变压单元输出稳定的供电电压。

6.如权利要求5所述的备自投装置，其特征在于，所述电压调节模块还包括：

充电单元和储能单元；

所述充电单元的输入端与所述变压单元的输出端相连，所述充电单元的输出端与所述储能单元相连，用于根据所述变压单元的输出电压为所述储能单元进行充电；

所述储能单元还与负载相连，用于为所述负载提供电能。

7.如权利要求6所述的备自投装置，其特征在于，充电单元包括：

第五电阻、第六电阻、第一三极管和第一二极管；

所述第一三极管的基极通过所述第五电阻与所述变压单元的输出端相连，所述第一三极管的发射极通过所述第六电阻与所述变压单元的输出端相连，所述第一三极管的集电极与所述第一二极管的阳极相连，所述第一二极管的阴极为所述充电单元的输出端。

8.如权利要求7所述的备自投装置，其特征在于，所述充电单元还包括：

第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第一三极管的基极相连，所述第七电阻的第二端接地。

9.如权利要求7所述的备自投装置，其特征在于，所述储能单元包括：

第三电容，所述第三电容的第一端与所述第一二极管的阴极相连，所述第三电容的第二端接地。

10.如权利要求1-9任一项所述的备自投装置，其特征在于，所述装置还包括：

显示模块，所述显示模块与所述控制器相连，用于显示所述控制器发送的所述第一母线和所述第二母线的带电状态、以及所述多个断路器的运行状态。

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