CN220107656U - 一种带互锁的稳压电源自投自复及远程控制系统及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及稳压电源控制系统技术领域，公开了一种稳压电源自投自复及远程控制系统及装置，包括通信连接的联合互锁系统、远程控制主机和终端，所述联合互锁系统包括：连接于市电输入端且带有电动操作机构的交流稳压电路；位于市电输入端与交流稳压电路之间的可调式三相过欠压保护器，用于接收市电输入端电压信号以控制所述电动操作机构的合闸与分闸。其有益效果是：本系统可通过远程操作主机观察设备的工作状况，是否有效合闸，利用远程系统可控，解决了设备掉电无法侦测，异常跳闸保护无法快速合闸，必须现场手动操作浪费人力物力的问题。

Description

一种带互锁的稳压电源自投自复及远程控制系统及装置

技术领域

本实用新型涉及稳压电源控制系统技术领域，特别涉及一种稳压电源自投自复及远程控制系统及装置。

背景技术

目前长江通信重庆段下辖的通信站点使用的是交流稳压电源，且多数采用按钮-电操机构式交流稳压电源，功率范围从10—100KVA不等。在日常使用中，由于机房所在地的电网质量问题，会出现电压忽高忽低或过流等情况，市电电压变化量会超出交流稳压电源的保护阈值，从而导致交流稳压电源跳闸保护。当设备跳闸后，须由人工手动分闸，再启动合闸按钮方能重新上电。

在上述电路结构中主要存在以下问题：

1.远端站点分布较为分散且部分站点交通不便利，遇到上述问题后需排除维护人员及车辆到达现场进行处理，无法及时保证设备供电恢复时间；

2.设备在非停电跳闸后不具备断电告警功能，不易被监控人员发现，易造成机房断电事故发生；

3.设备不具备监控功能，在发生过载、偏相、断相的问题时，设备不具备保护功能，易发生设备本身或后端负载烧毁的问题。

实用新型内容

为克服上述背景技术中出现的缺陷，本实用新型提出一种稳压电源自投自复及远程控制系统及装置，由联合互锁控制系统、远程控制主机和终端组成，其中联合互锁系统包括电子式可调节三相过欠压保护装置、可调节三相负载智能保护装置、转换开关、中间继电器、时间继电器、远程云控制开关组成，该带互锁的稳压电源自投自复及远程控制系统的联合互锁控制系统由市电输入端取电，最终回路至市电输入端，在不改变原设备主电路的情况下，融合进原有系统中，形成完整的带有互锁功能的可自投自复的稳压电源控制系统。具体原理如下：

一种稳压电源自投自复及远程控制系统，包括通信连接的联合互锁系统、远程控制主机和终端，所述联合互锁系统包括：连接于市电输入端且带有电动操作机构的交流稳压电路；位于市电输入端与交流稳压电路之间的可调式三相过欠压保护器，用于接收市电输入端电压信号以控制所述电动操作机构的合闸与分闸；位于交流稳压电路输出端的三相电动机综合保护器，用于接收负载端电流信号以控制所述电动操作机构的合闸与分闸。

进一步地，所述交流稳压电路包括现场操作线路和远程操作线路；所述远程操作线路包括远程自动操作线路和远程手动操作线路；所述联合互锁系统还包括：转换开关，用于切换现场操作线路和远程操作线路；远程云控制开关，用于切换远程自动操作线路和远程手动操作线路；微型中间继电器和时间继电器，用于配合可调式三相过欠压保护器或三相电动机综合保护器以实现所述电动操作机构的合闸与分闸。

进一步地，所述现场操作线路包括第二云控制开关的常闭开关、转换开关、第三继电器、停止/分闸按钮、启动/合闸按钮、电动操作机构；所述第二云控制开关的常闭开关的一端接入市电、另一端连接转换开关的一端；所述转换开关的另一端连接第三继电器的一端、停止/分闸按钮的一端、启动/合闸按钮的一端；停止/分闸按钮的另一端连接至电动操作机构的分闸线圈；启动/合闸按钮的另一端连接至电动操作机构的合闸线圈。

进一步地，所述远程手动操作线路包括第二云控制开关的常闭开关、第三继电器的辅助触点、第三云控制开关的常闭开关、第三云控制开关的常开开关、电动操作机构；所述第二云控制开关的常闭开关的一端接入市电、另一端连接第三继电器的辅助触点的一端；第三继电器的辅助触点的另一端连接第三云控制开关的常闭开关的一端、第三云控制开关的常开开关的一端；第三云控制开关的常闭开关的另一端连接至电动操作机构的分闸线圈；第三云控制开关的常开开关的另一端连接至电动操作机构的合闸线圈。

进一步地，所述远程自动操作线路包括第二云控制开关的常开开关、时间继电器的延时闭合动断触点、时间继电器的延时断开动合触点、电动操作机构；所述第二云控制开关的常开开关一端接入市电，另一端连接时间继电器的延时闭合动断触点的一端、时间继电器的延时断开动合触点的一端；所述时间继电器的延时闭合动断触点的另一端连接至电动操作机构的分闸线圈；所述时间继电器的延时断开动合触点的另一端连接至电动操作机构的合闸线圈。

在原稳压电源控制回路前端加装可调式三相过欠压保护器，针对不同站点的电网质量，不同设备的工作原理，调节相应的保护阈值。对设备的输入市电起到过欠压、失压、缺相、缺零，相序等保护作用。改变原设备控制电路仅存在过压保护的功能，改装后可实现对电压的全功能保护，一旦电网质量出现异常，将驱使稳压电源跳闸保护；当电网恢复至预设保护阈值范围内时，将驱使稳压电源合闸。

在稳压电源主回路输出端加装三相电动机综合保护器，对经稳压后的输出用电除起到电压全功能保护作用外，还起到负载用电质量的保护，包括过载、短路、三相不平衡(0～50％不平衡度可调)，保护装置本体可适用0-200A额定负载的监控保护，根据各个站点的负载情况，做对应的数据调整，可适应不同负载情况下的保护。当负载端出现异常情况，将驱使稳压电源跳闸保护，当负载端恢复正常后，经过检测，经设备自检延时结束后，恢复电路驱使稳压电源合闸。

在稳压电源原控制电路的基础上，融入互锁电路，通过远程控制主机、中间继电器、转换开关组成联合互锁装置，能够使稳压电源在使用中实现现场手动操作、远程手机端手动操作和无人控制自动操作的功能，并且实现了在三种不同模式下可带载任意切换，互相锁定，防止误操作烧毁设备或发生触电的情况。选择现场控制设备本体操控按钮可现场手动控制设备；选择远程手动控制，可实现远程对设备操作；选择远程自动控制，整套装置将通过自检及设定延时自动合闸分闸，实现自动保护。当选择其中任意一种操作模式的情况下，另外两种操作模式将失效，防止同时多人误操作，烧毁设备；电路以现场控制为优先操作，当现场需要检修设备或需要现场操作的情况下，将旋钮旋入现场控制，所有远程控制将失效，避免意外事故发生。

第一远程控制开关通过内置芯片连接网络，可通过手机APP控制，当设备出现异常停电时，内置芯片将通过网络向手机发送信号，监控手机将会响铃提醒设备掉电，当线路来电合闸后将通过铃声提醒设备上电；当设备负载出现故障导致后端跳闸时，将通过APP提醒合闸失败，APP合闸信号将熄灭，当负载故障恢复并通过自检恢复供电后，将通过APP提醒合闸成功，APP合闸信号将常亮。

本实用新型的有益效果是：本系统可通过远程操作主机观察设备的工作状况，是否有效合闸，利用远程系统可控，解决了设备掉电无法侦测，异常跳闸保护无法快速合闸，必须现场手动操作浪费人力物力的问题；该系统的改造，完善了一系列的用电保护措施，同时对供电电压及负载电流进行监控，有效的保护了后端用电负载及设备本身。

在多种操作模式下形成多方互锁，避免因人员或设备元件故障出现多方操作，或者误操作导致设备烧毁或者人身触电的事故发生。

附图说明

其中：

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电路图。

图3是图2D的局部放大图。

图4是图2E的局部放大图。

电路图中电路符号和字母的含义如下表所示：

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有的交流稳压电源所具备的电路保护仅为单向动作保护，即当线路出现电压异常时，通过一系列的检测动作，使交流稳压电源主断路器跳闸，中断输出。同时目前大部分的通信机房采用的是无人值守，且交流稳压电源所带负载基本为UPS不间断电源及-48V通信开关电源。当交流稳压电源因为电网质量问题或者设备本身问题发生故障，导致交流稳压电源跳闸保护时，由于后端负载均为不间断电源系统，从通信设备的工作状态中很难发现市电已经被交流稳压电源切断，尤其是无人值守机房，即便设备因故障跳闸发出告警和蜂鸣声，也很难被实时监测出来。此时即便是备用柴油发电机组检测到市电异常而启动发电，由于交流稳压电源已跳闸，仍然不能为后端的负载提供供电，如果一直无人发现此问题，当不间断电源系统后备电池放电时间超过后备时间，将会导致整个机房通信中断，造成重大的机房事故。

为解决上述问题，本实用新型提出一种稳压电源自投自复及远程控制系统及装置，系统架构如图1所示，包括通信连接的联合互锁控制系统、远程控制主机和终端组成；远程控制主机可远程操作位于联合互锁控制系统中的远程云控制开关，实现远程操作，远程云控制开关中内置有芯片连接网络，该芯片可通信连接终端进行预警提示，如在手机APP上进行通知预警。

联合互锁控制系统包括可调式三相过欠压保护器、三相电动机综合保护器、转换开关、微型中间继电器、时间继电器、远程云控制开关。联合互锁控制系统由市电输入端取电，最终回路至市电输入端，在不改变原设备主电路的情况下，融合进系统中，形成完整的带有互锁功能的可自投自复的稳压电源控制系统。

稳压电源自投自复及远程控制系统的电路结构如图2所示，在图2中，稳压电源主输入端引出二次线接入可调式三相过欠压保护器，由可调式三相过欠压保护器引出单相电控制三相电动机综合保护器、远程云控制开关、时间继电器、微型中间继电器的供电。在原稳压电源的控制回路前端加装可调式三相过欠压保护器，并在稳压电源主回路输出端加装三相电动机综合保护器。

更为具体地，如图3所示，时间继电器KT与第一微型中间继电器KA1并联，再与三相电动机综合保护器控制触点K1连接，再连接自动空气开关QA，最后连接可调式三相过欠压保护器的两端。第一远程云控制开关串联转换开关SA，再连接自动空气开关QA，最后连接可调式三相过欠压保护器的两端。三相电动机综合保护器MIP连接自动空气开关QA，再连接可调式三相过欠压保护器的两端。第二微型中间继电器KA2串联时间继电器KT的延时闭合动断触点，再连接自动空气开关QA，最后连接可调式三相过欠压保护器的两端。

改进后的稳压电源控制回路如图4所示，第二远程云控制开关包括并联设置的常闭开关和常开开关，第三远程云控制开关开关包括并联设置的常闭开关和常开开关。第二远程云控制开关的常闭开关的一端接入市电，另一端连接转换开关SA的一端和第三微型中间继电器的辅助触点的一端。转换开关SA的另一端连接启动/合闸按钮SB2的一端、停止/分闸按钮SB1的一端、第三微型中间继电器KA3的一端。启动/合闸按钮SB2的另一端连接延时闭合动断触点的一端、第三远程云控制开关的常开开关的一端、断路器电动操作机构CD2；停止/分闸按钮SB1的另一端连接延时断开动合触点的一端、第三远程云控制开关的常闭开关的一端、第一微型中间继电器的辅助触点的一端、断路器电动操作机构CD2；第三微型中间继电器KA3的另一端连接控制回路输出点和断路器电动操作机构CD2。延时闭合动断触点和延时断开动合触点并联，且另一端连接第二远程云控制开关的常开开关的一端，第二远程云控制开关的常开开关的另一端连接第一微型中间继电器的辅助触点的另一端。第三远程云控制开关的常开开关的另一端和第三远程云控制开关的常闭开关的另一端连接第三微型中间继电器的辅助触点的另一端。

现场控制：将转换开关SA旋转到对应位置，即将图2中的转换开关SA断开，将图3中的转换开关SA闭合。此时远程云控制开关失效，所有触点复位，第三微型中间继电器KA3线圈得点，第三微型中间继电器的辅助触点(常闭点)断开，分闸回路(1#NC—2#NC)失效，闭合自动空气开关QA，三相电动机综合保护器通电，在检测线路无故障且经过设定的延时时间后，三相电动机综合保护器控制触点K1(常开式)闭合，时间继电器KT和第一微型中间继电器KA1通电，第一微型中间继电器KA1立即动作，断开操作回路中第一微型中间继电器KA1的辅助触点(常闭点)，断路器保护跳闸点断开，时间继电器KT经设定的延时时间后，延时闭合动断触点闭合，第二微型中间继电器KA2线圈得电，闭合输出交流接触器KM的线圈供电回路。闭合启动/合闸按钮SB2，电动操作机构CD2合闸线圈得电，驱动输入塑壳断路器合闸；闭合停止/分闸按钮SB1，电动操作机构CD2分闸线圈得电，驱动输入塑壳断路器分闸。

当输入端的市电出现过压、欠压、缺相、缺零的情况时，可调式三相过欠压保护器立即切断主控制电路供电，此时主控制电路所有元件状态复位，第一微型中间继电器KA1和第二微型中间继电器KA2的线圈失电释放辅助触点，第一微型中间继电器KA1的辅助触点恢复常闭状态，接通电动操作机构CD2分闸线圈，驱使塑壳断路器跳闸，第二微型中间继电器KA2的辅助触点恢复常开状态，稳压电源输出交流接触器KM线圈失电，停止输出。当故障消除后，再次手动闭合启动/合闸按钮SB2重新合闸上电。

当负载端出现过载，短路，三相严重不平衡的情况时，三相电动机综合保护器驱使对应的控制触点K1(常开)跳闸，切断时间继电器KT和第一微型中间继电器KA1供电，控制回路中第二微型中间继电器KA2线圈失电、对应的辅助常开触点复位，输出交流接触器KM线圈失电，接触器停止输出，第一微型中间继电器KA1线圈失电、对应的辅助常闭触点复位，接通电动操作机构CD2分闸线圈，驱使塑壳断路器跳闸。当故障消除后，三相电动机综合保护器经延时自复位，再次手动闭合启动/合闸按钮SB2重新合闸上电。

远程手动控制：将转换开关SA旋转到对应位置，即将图2中的转换开关SA闭合，将图3中的转换开关SA断开，停止/分闸按钮SB1和启动/合闸按钮SB2失效。闭合控制端自动空气开关QA，远程云控制开关上电，闭合第二远程云控制开关的常闭开关，转入手动控制模式，远程自动控制模式失效。三相电动机综合保护器MIP得电，再检测线路无故障且经过设定得延时时间后，控制触点K1(常开)闭合，时间继电器KT和第一微型中间继电器KA1得电，第一微型中间继电器KA1立即动作，断开操作回路中对应的辅助触点(常闭点)断路器保护跳闸点断开，时间继电器KT经设定的延时时间，控制延时闭合动断触点闭合，第二微型中间继电器KA2线圈得电，闭合输出交流接触器KM的线圈供电回路。闭合第三远程云控制开关的常开开关，电动操作机构CD2合闸线圈得电，驱动输入塑壳断路器合闸；闭合第三远程云控制开关的常闭开关，电动操作机构CD2分闸线圈得电，驱动输入塑壳断路器分闸。

当输入端市电出现过压、欠压、缺相、缺零的情况时，可调式三相过欠压保护器立即切断主控制电路供电，主控制电路所有元件状态复位。与现场控制的差异在于当稳压电源输出交流接触器KM线圈失电，停止输出后，远程云控制开关向终端发出“设备掉电”的告警。当故障消除后，远程手动闭合第三远程云控制开关的常开开关，重新合闸上电。

当负载端出现过载，短路，三相严重不平衡的情况时，三相电动机综合保护器驱使对应的控制触点K1(常开)跳闸，切断时间继电器KT和第一微型中间继电器KA1供电。与现场控制的差异在于，在接通电动操作机构CD2分闸线圈，驱使塑壳断路器跳闸后，远程云控制开关会向终端发出“设备掉电”的告警。当故障消除后，远程手动闭合第三远程云控制开关的常开开关，重新合闸上电。

远程自动控制：将转换开关SA旋转到对应位置，即将图2中的转换开关SA闭合，将图3中的转换开关SA断开，停止/分闸按钮SB1和启动/合闸按钮SB2失效。闭合控制端自动空气开关QA，远程云控制开关上电，闭合第二远程云控制开关的常开开关，转入远程自动控制模式，远程手动控制模式失效。三相电动机综合保护器MIP得电，再检测线路无故障且经过设定得延时时间后，控制触点K1(常开)闭合，时间继电器KT和第一微型中间继电器KA1得电，第一微型中间继电器KA1立即动作，断开操作回路中对应的辅助触点(常闭点)断路器保护跳闸点断开，时间继电器KT经设定的延时时间，控制延时闭合动断触点闭合，第二微型中间继电器KA2线圈得电，闭合输出交流接触器KM的线圈供电回路。

当输入端市电出现过压、欠压、缺相、缺零的情况时，可调式三相过欠压保护器立即切断主控制电路供电，此时主控制电路所有元器件状态复位，稳压电源输出交流接触器KM线圈失电，停止输出后，远程云控制开关向终端发出“设备掉电”的告警。当故障消除后，经过各元件自检和延时，可调式三相过欠压保护器接通，主控制电路各元器件恢复供电，时间继电器KT的延时闭合动断触点经过延时闭合，电动操作机构CD2合闸线圈得电，驱动输入塑壳断路器自动合闸。

当负载端出现过载，短路，三相严重不平衡的情况时，三相电动机综合保护器驱使对应的控制触点K1(常开)跳闸，断时间继电器KT和第一微型中间继电器KA1供电。与远程手动操作的差异在于，当故障消除后，经过各元件自检和延时，三相电动机综合保护器控制触点K1接通，主控制回路中第一微型中间继电器KA1和时间继电器KT恢复供电，时间继电器KT的延时闭合动断触点和第一微型中间继电器KA1的辅助触点经过延时闭合，电动操作机构CD2合闸线圈得电，驱动输入塑壳断路器自动合闸。第二微型中间继电器KA2线圈得电，闭合输出交流接触器KM的线圈供电回路。

可以看出，在上述三种模式下，出现任何电压及负载故障，本实用新型均能提供保护，并且在对应故障未消除之前，所有操作均无法使设备合闸送电。

一种稳压电源自投自复及远程控制装置，用于上述系统的运行。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种稳压电源自投自复及远程控制系统，包括通信连接的联合互锁系统、远程控制主机和终端，其特征在于，所述联合互锁系统包括：

连接于市电输入端且带有电动操作机构的交流稳压电路；

位于市电输入端与交流稳压电路之间的可调式三相过欠压保护器，用于接收市电输入端电压信号以控制所述电动操作机构的合闸与分闸；

位于交流稳压电路输出端的三相电动机综合保护器，用于接收负载端电流信号以控制所述电动操作机构的合闸与分闸。

2.根据权利要求1所述的稳压电源自投自复及远程控制系统，其特征在于，所述交流稳压电路包括现场操作线路和远程操作线路；所述远程操作线路包括远程自动操作线路和远程手动操作线路；所述联合互锁系统还包括：

转换开关，用于切换现场操作线路和远程操作线路；

远程云控制开关，用于切换远程自动操作线路和远程手动操作线路；

微型中间继电器和时间继电器，用于配合可调式三相过欠压保护器或三相电动机综合保护器以实现所述电动操作机构的合闸与分闸。

3.根据权利要求2所述的稳压电源自投自复及远程控制系统，其特征在于，所述可调式三相过欠压保护器引出单相电控制所述三相电动机综合保护器、所述远程云控制开关、所述时间继电器和所述微型中间继电器的供电。

4.根据权利要求3所述的稳压电源自投自复及远程控制系统，其特征在于，所述微型中间继电器包括第一微型中间继电器、第二微型中间继电器和第三微型中间继电器；所述时间继电器与所述第一微型中间继电器并联，再与三相电动机综合保护器的控制触点连接，然后与自动空气开关连接，最后连接至可调式三相过欠压保护器的两端。

5.根据权利要求4所述的稳压电源自投自复及远程控制系统，其特征在于，所述远程云控制开关包括第一远程云控制开关、第二远程云控制开关和第三远程云控制开关；所述第一远程云控制开关串联转换开关、再连接自动空气开关，然后连接至可调式三相过欠压保护器的两端；所述三相电动机综合保护器连接自动空气开关，再连接至可调式三相过欠压保护器的两端；所述第二微型中间继电器串联所述时间继电器的延时闭合动断触点，再连接自动空气开关，然后连接至可调式三相过欠压保护器的两端。

6.根据权利要求5所述的稳压电源自投自复及远程控制系统，其特征在于，所述第二远程云控制开关包括并联设置的常闭开关和常开开关；所述第三远程云控制开关包括并联设置的常闭开关和常开开关。

7.根据权利要求6所述的稳压电源自投自复及远程控制系统，其特征在于，所述现场操作线路包括第二云控制开关的常闭开关、转换开关、第三继电器、停止/分闸按钮、启动/合闸按钮、电动操作机构；所述第二云控制开关的常闭开关的一端接入市电、另一端连接转换开关的一端；所述转换开关的另一端连接第三继电器的一端、停止/分闸按钮的一端、启动/合闸按钮的一端；停止/分闸按钮的另一端连接至电动操作机构的分闸线圈；启动/合闸按钮的另一端连接至电动操作机构的合闸线圈。

8.根据权利要求6所述的稳压电源自投自复及远程控制系统，其特征在于，所述远程手动操作线路包括第二云控制开关的常闭开关、第三继电器的辅助触点、第三云控制开关的常闭开关、第三云控制开关的常开开关、电动操作机构；所述第二云控制开关的常闭开关的一端接入市电、另一端连接第三继电器的辅助触点的一端；第三继电器的辅助触点的另一端连接第三云控制开关的常闭开关的一端、第三云控制开关的常开开关的一端；第三云控制开关的常闭开关的另一端连接至电动操作机构的分闸线圈；第三云控制开关的常开开关的另一端连接至电动操作机构的合闸线圈。

9.根据权利要求6所述的稳压电源自投自复及远程控制系统，其特征在于，所述远程自动操作线路包括第二云控制开关的常开开关、时间继电器的延时闭合动断触点、时间继电器的延时断开动合触点、电动操作机构；所述第二云控制开关的常开开关一端接入市电，另一端连接时间继电器的延时闭合动断触点的一端、时间继电器的延时断开动合触点的一端；所述时间继电器的延时闭合动断触点的另一端连接至电动操作机构的分闸线圈；所述时间继电器的延时断开动合触点的另一端连接至电动操作机构的合闸线圈。

10.一种稳压电源自投自复及远程控制装置，其特征在于，可运行权利要求1—9任意一项所述的稳压电源自投自复及远程控制系统。