專利名稱：變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置。
背景技術(shù)：
隨電力工業(yè)的發(fā)展，在220kV及以上變電站的直流系統(tǒng)(直流操作電源等)提出了新的要求采用直流電源系統(tǒng)雙電源方案。目前廣泛采用的直流電源設(shè)備的雙電源運(yùn)行方式為當(dāng)一套裝置故障時(shí)，將它所帶的負(fù)載人工切換到另一套裝置。這種切換方式雖然一定程度提高了直流電源設(shè)備運(yùn)行的可靠性，但切換過程中會造成被切換裝置的負(fù)載(繼電保護(hù)、自動(dòng)化裝置及高壓斷路器)供電中斷，直接影響到電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。采用人工手動(dòng)切換還會增加人工操作的工作強(qiáng)度，甚至可能會因人工操作失誤而造成的事故。 在申請?zhí)朇N2011204666780的專利(發(fā)明人趙應(yīng)春、房兆源等同志)，采用的直流雙電源智能無縫切換裝置，達(dá)到了直流雙電源智能切換，確保在當(dāng)一套直流電源欠壓、過壓及失電時(shí)可將故障電源所帶負(fù)載無縫隙自動(dòng)切換到正常電源裝置。從而確保直流操作電源安全可靠地不間斷的運(yùn)行。但是該裝置中采用雙向晶閘管的輔助切換裝置，使其在切換過程受到雙向晶閘管觸發(fā)電壓的影響，切換電壓比不容易整定，切換過程時(shí)間長，電壓波動(dòng)更大，當(dāng)一路發(fā)生壓時(shí)，過壓會短時(shí)影響到正常運(yùn)行的直流電源。因此急需一種更容易調(diào)整切換電壓、切換時(shí)間短和一路電源發(fā)生故障時(shí)，不會影響到正常運(yùn)行電源的變電站雙電源智能無縫切換裝置。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種更容易調(diào)整切換電壓、切換時(shí)間短和一路電源發(fā)生故障時(shí)，不會影響到正常運(yùn)行電源的變電站雙電源智能無縫切換裝置。本發(fā)明的目的是提出一種變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明提供的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，包括I段直流母線、II段直流母線、第一路的輔助無縫切換裝置、第二路的輔助無縫切換裝置、二極管D1、二極管D2、第一路雙極直流接觸器K1、第二路雙極直流接觸器K2、雙極直流母聯(lián)斷路器K3、第一路直流輸入正極逆止二極管D3、第一路直流輸入負(fù)極逆止二極管D4、第二路直流輸入正極逆止二極管D5和第二路直流輸入負(fù)極逆止二極管D6 ；
所述I段直流母線和II段直流母線通過雙極直流母聯(lián)斷路器K3進(jìn)行切換；
所述第一路的輔助無縫切換裝置和二極管Dl串接后并聯(lián)于雙極直流母聯(lián)斷路器K3的兩端；所述第二路的輔助無縫切換裝置和二極管D2串接后并聯(lián)于雙極直流母聯(lián)斷路器K3的兩端；
所述I段直流母線通過第一路雙極直流接觸器Kl與第一路直流輸入端連接；所述II段直流母線通過第二路雙極直流接觸器K2與第二路直流輸入端連接；
所述第一路直流輸入正極逆止二極管D3設(shè)置于I段直流母線正極與第一路雙極直流接觸器Kl之間；所述第一路直流輸入負(fù)極逆止二極管D4設(shè)置于I段直流母線負(fù)極與第一路雙極直流接觸器Kl之間；
所述第二路直流輸入正極逆止二極管D5設(shè)置于II段直流母線正極與第二路雙極直流接觸器Kl之間；所述第二路直流輸入負(fù)極逆止二極管D6設(shè)置于II段直流母線負(fù)極與第二路雙極直流接觸器Kl之間。進(jìn)一步，所述第一路的輔助無縫切換裝置、第 二路的輔助無縫切換裝置為高頻開關(guān)器件。進(jìn)一步，還包括第一路直流輸入電壓檢測單元、第二路直流輸入電壓檢測單元、I段直流母線電壓檢測單元、II段直流母線電壓檢測單元；
所述第一路直流輸入電壓檢測單元設(shè)置于第一路直流輸入端的正負(fù)電源線之間；
所述第二路直流輸入電壓檢測單元設(shè)置于第二路直流輸入端的正負(fù)電源線之間；
所述I段直流母線電壓檢測單元設(shè)置于I段直流母線的正負(fù)電源線之間；
所述II段直流母線電壓檢測單元設(shè)置于II段直流母線的正負(fù)電源線之間。進(jìn)一步，還包括PLC控制器；所述第一路直流輸入電壓檢測單元、第二路直流輸入電壓檢測單元、I段直流母線電壓檢測單元、II段直流母線電壓檢測單元獲取的信號均輸入到PLC控制器中。 進(jìn)一步，還包括監(jiān)控液晶觸模屏和電源；所述電源與PLC控制器連接，所述PLC控制器與監(jiān)控液晶觸摸屏連接。進(jìn)一步，所述雙極直流母聯(lián)斷路器K3為手動(dòng)/自動(dòng)切換裝置。進(jìn)一步，還包括發(fā)聲光報(bào)警裝置，所述發(fā)聲光報(bào)警裝置與PLC控制器連接。進(jìn)一步，所述第一路雙極直流接觸器Kl和第二路雙極直流接觸器K2，采用智能復(fù)合直流接觸器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用直流輸入電壓過壓時(shí)，及時(shí)切斷該路過壓的直流輸入、欠壓、失壓時(shí)利用二極管截止的直流隔離技術(shù)將失壓或欠壓的直流輸入自動(dòng)隔離(斷開)及輔助無縫切換裝置(高頻開關(guān))的輸入、輸出端的隔離及穩(wěn)壓技術(shù)，確保故障電源不會影響正常電源，實(shí)現(xiàn)快速無縫(O秒)切換。采用新型的輔助切換裝置取代原用雙向晶閘管的輔助切換裝置，使切換過程不受雙向晶閘管觸發(fā)電壓的影響，切換電壓比原輔助切換裝置的電壓更容易整定，切換過程時(shí)間更短，電壓波動(dòng)更小。當(dāng)其中一路直流輸入電壓發(fā)生過壓、失壓和欠壓時(shí)，不會影響到正常運(yùn)行的電源，并快速切斷故障(過壓)，自動(dòng)瞬時(shí)隔離失壓或欠壓的輸入電源并將所帶負(fù)載無縫切換至正常電壓供電。達(dá)到了變電站直流操作雙電源高質(zhì)量的智能切換，可確保在當(dāng)一套直流電源欠壓、過壓及失電時(shí)，可將故障電源所帶負(fù)載無縫(O秒)自動(dòng)切換到正常電源裝置。從而確保直流操作電源安全可靠地不間斷的運(yùn)行，將電網(wǎng)和直流設(shè)備安全運(yùn)行的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)降低到最小的程度，可真正實(shí)現(xiàn)變電站直流電源設(shè)備的無人值守。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中
圖I為變電站直流操作雙電源智能無縫切換原理 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的新型變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置系統(tǒng)原理
圖3為PLC和電壓變送器接線原理 圖4為PLC輸出觸點(diǎn)和中間繼電器的控制原理；
圖5為母聯(lián)空氣斷路器的控制原理；
圖6為1、2路輸入直流接觸器過壓、過壓恢復(fù)的控制原理；
圖7為I路直流輸入失壓(斷開I路直流輸入空開)I段母線電壓波形 圖8為I路直流輸入欠壓I段母線電壓波形 圖9為I路直流輸入過壓I段母線電壓波形 圖10為I路直流輸入過壓II段母線電壓波形圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I
圖I為變電站直流操作雙電源智能無縫切換原理圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的新型變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置系統(tǒng)原理圖；圖3為PLC和電壓變送器接線原理圖；圖4為PLC輸出觸點(diǎn)和中間繼電器的控制原理；圖5為母聯(lián)空氣斷路器的控制原理；圖6為1、2路輸入直流接觸器過壓、過壓恢復(fù)的控制原理；圖7為I路直流輸入失壓(斷開I路直流輸入空開)I段母線電壓波形圖；圖8為I路直流輸入欠壓I段母線電壓波形圖，如圖所示本發(fā)明提供的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，包括I段直流母線、II段直流母線、第一路的輔助無縫切換裝置、第二路的輔助無縫切換裝置、二極管D1、二極管D2、第一路雙極直流接觸器K1、第二路雙極直流接觸器K2、雙極直流母聯(lián)斷路器K3、第一路直流輸入正極逆止二極管D3、第一路直流輸入負(fù)極逆止二極管D4、第二路直流輸入正極逆止二極管D5和第二路直流輸入負(fù)極逆止二極管D6 ；
所述I段直流母線和II段直流母線通過雙極直流母聯(lián)斷路器K3進(jìn)行切換；
所述第一路的輔助無縫切換裝置和二極管Dl串接后并聯(lián)于雙極直流母聯(lián)斷路器K3的兩端；所述第二路的輔助無縫切換裝置和二極管D2串接后并聯(lián)于雙極直流母聯(lián)斷路器K3的兩端；所述第一路的輔助無縫切換裝置、第二路的輔助無縫切換裝置為高頻開關(guān)器件。輔助無縫切換裝置是具有輸入端、輸出端電氣隔離、輸出穩(wěn)壓功能的高頻開關(guān)器件，只要調(diào)整好輸出端的輸出電壓值，輸入端的輸入電壓在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，輸出電壓恒定(穩(wěn)壓功能)，運(yùn)行時(shí)輸入和輸出電氣上是隔離的，即輸入端和輸出端互不影響。第一路的輔助無縫切換裝置一側(cè)分別與II段直流母線正極、負(fù)極連接，并且在第一路的輔助無縫切換裝置與II段直流母線正極連接之間設(shè)置二極管D1，該二極管Dl的負(fù)極與II段直流母線正極連接，該二極管Dl的正極與第一路的輔助無縫切換裝置連接，第一路的輔助無縫切換裝置的另一側(cè)分別與I段直流母線正極、負(fù)極連接。第二路的輔助無縫切換裝置一側(cè)分別與I段直流母線正極、負(fù)極連接，并且在第二路的輔助無縫切換裝置與I段直流母線正極連接之間設(shè)置二極管D2，該二極管D2的負(fù)極與I段直流母線正極連接，該二極管D2的正極與第一路的輔助無縫切換裝置連接，第二路的輔助無縫切換裝置的另一側(cè)分別與II段直流母線正極、負(fù)極連接。 所述I段直流母線通過第一路雙極直流接觸器Kl與第一路直流輸入端連接；所述II段直流母線通過第二路雙極直流接觸器K2與第二路直流輸入端連接；
所述第一路直流輸入正極逆止二極管D3設(shè)置于I段直流母線正極與第一路雙極直流接觸器Kl之間；所述第一路直流輸入負(fù)極逆止二極管D4設(shè)置于I段直流母線負(fù)極與第一路雙極直流接觸器Kl之間；因此，I段直流母線可以經(jīng)過與第一路雙極直流接觸器Kl連接的第一路直流輸入正極逆止二極管D3、第一路直流輸入負(fù)極逆止二極管D4和第一路直流輸入端連接；第一直流輸入回路的兩個(gè)二極管D3、D4的作用是在第一路輸入電源發(fā)生失壓和欠壓時(shí)自動(dòng)隔離輸入電源。所述第二路直流輸入正極逆止二極管D5設(shè)置于II段直流母線正極與第二路雙極 直流接觸器Kl之間；所述第二路直流輸入負(fù)極逆止二極管D6設(shè)置于II段直流母線負(fù)極與第二路雙極直流接觸器Kl之間。因此，II段直流母線可以經(jīng)過與第二路雙極直流接觸器K2連接的第二路直流輸入正極逆止二極管D5、第二路直流輸入負(fù)極逆止二極管D6和第二路直流輸入端連接；第二直流輸入回路的兩個(gè)二極管D5、D6的作用是在第二路輸入電源發(fā)生失壓和欠壓時(shí)自動(dòng)隔尚輸入電源。還包括第一路直流輸入電壓檢測單元、第二路直流輸入電壓檢測單元、I段直流母線電壓檢測單元、II段直流母線電壓檢測單元；
所述第一路直流輸入電壓檢測單元設(shè)置于第一路直流輸入端的正負(fù)電源線之間；
所述第二路直流輸入電壓檢測單元設(shè)置于第二路直流輸入端的正負(fù)電源線之間；
所述I段直流母線電壓檢測單元設(shè)置于I段直流母線的正負(fù)電源線之間；
所述II段直流母線電壓檢測單元設(shè)置于II段直流母線的正負(fù)電源線之間。還包括PLC控制器；所述第一路直流輸入電壓檢測單元、第二路直流輸入電壓檢測單元、I段直流母線電壓檢測單元、II段直流母線電壓檢測單元獲取的信號均輸入到PLC控制器中。所述I段直流母線正負(fù)極之間還設(shè)置有I段直流母線電壓變送器，所述I段直流母線電壓變送器將信號輸入到PLC中；
所述II段直流母線正負(fù)極之間還設(shè)置有II段直流母線電壓變送器，所述II段直流母線電壓變送器將信號輸入到PLC中。還包括監(jiān)控液晶觸模屏和電源；所述電源與PLC控制器連接，所述PLC控制器與監(jiān)控液晶觸模屏連接。所述雙極直流母聯(lián)斷路器K3為手動(dòng)/自動(dòng)切換裝置。還包括發(fā)聲光報(bào)警裝置，所述發(fā)聲光報(bào)警裝置與PLC控制器連接。所述第一路雙極直流接觸器Kl和第二路雙極直流接觸器K2，采用電子滅弧、高節(jié)能、無弧、超長使用壽命的智能復(fù)合直流接觸器。實(shí)施例2
圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的新型變電站直流操作雙電源智能無縫切換原理圖，圖3為PLC和電壓變送器接線原理圖；圖4為PLC輸出觸點(diǎn)和中間繼電器的控制原理；如圖所示，直流輸出端包括I段直流輸出開關(guān)狀態(tài)和I段直流輸出報(bào)警，II段直流輸出開關(guān)狀態(tài)和II段直流輸出報(bào)警，PLC控制器分別與繼電器KJI、KJ2、KJ3、KJ4、KJ5、KJ6、KJ7連接，其中，繼電器KJl為I和2路直流輸入失、欠壓，KJ2為I和2路直流輸入失、欠壓恢復(fù)，KJ3為I路直流輸入過壓，KJ4為2路直流輸入過壓，KJ5為I路直流輸入過壓恢復(fù)，KJ6為2路直流輸入過壓恢復(fù)，KJ7為系統(tǒng)總故障輸出，本實(shí)施例和下面的實(shí)施例中的I路對應(yīng)于I段直流母線側(cè)的電路，2路對應(yīng)于II段直流母線側(cè)的電路。圖5為母聯(lián)空氣斷路器的控制原理；采用I路失、欠壓中間繼電器的觸點(diǎn)KJ3與失、欠壓恢復(fù)的中間繼電器的觸點(diǎn)KJ5串聯(lián)互鎖來控制I路直流接觸器Kl的線圈通電或斷電，同理，采用2路失、欠壓中間繼電器的觸點(diǎn)KJ4與失、欠壓恢復(fù)的中間繼電器的觸點(diǎn)KJ6串聯(lián)互鎖來控制2路直流接觸器K2的線圈通電或斷電，增加了可靠性。圖6為1、2路輸入直流接觸器過壓、過壓恢復(fù)的控制原理；K3是可電動(dòng)和手動(dòng)操
作的直流斷路器，在自動(dòng)檔時(shí)，SI和S2接通時(shí)Κ3閉合；SI和S4接通時(shí)Κ3斷開。當(dāng)PLC檢測到I路或2路直流輸入發(fā)生失壓、欠壓、過壓故障時(shí)，通過中間繼電器的控觸點(diǎn)控制Κ3閉合使I、11段母線并聯(lián)。當(dāng)PLC檢測到I路或2路直流輸入失壓、欠壓、過壓故障消除恢復(fù)正常時(shí)通過中間繼電器的控觸點(diǎn)控制Κ3斷開，電路恢復(fù)原來正常的工作狀態(tài)。I路、2路失壓、欠壓、過壓中間繼電器的觸點(diǎn)分別與各自的失壓、欠壓、過壓恢復(fù)的中間繼電器接點(diǎn)串聯(lián)互鎖，增加了或靠性。如圖所示本發(fā)明實(shí)施例提供的直流操作雙電源無縫切換裝置，其無縫切換原理如下
當(dāng)正常運(yùn)行電路的工作狀態(tài)時(shí)，I段直流母線電壓和II段直流母線電壓為234V (104只/2V的蓄電池)，因直流輸入回路接有2只逆止二極管，正向?qū)〞r(shí)有I. 4V的壓降故直流輸入電壓應(yīng)調(diào)至235V。第一輔助無縫切換裝置和第二輔助無縫切換裝置的輸入電壓為234V，輸出電壓為226V。顯然，第一輔助無縫切換裝置和第二輔助無縫切換裝置串在輸出端正極的二極管Dl和D2截止。I段直流母線電壓由I路直流輸入供電、II段直流母線電壓由2路直流輸入供電，兩套直流操作電源各自正常運(yùn)行。此時(shí)，第一輔助無縫切換裝置和第二輔助無縫切換裝置的輸入端接在各自對應(yīng)的直流母線上，作熱備份。當(dāng)I路直流輸入出發(fā)生欠壓或失壓降至低于226V時(shí)，顯然串在輔助無縫切換裝置2的輸出端正極的二極管D2導(dǎo)通，I段母線電壓由無縫切換裝置2供電(電壓為226V)，保證I段母線電壓不中斷。與此同時(shí)I段母線電壓變送器將欠壓或失壓的信號傳送至PLC，當(dāng)欠壓或失壓信號達(dá)到整定值(180V 230可調(diào))，PLC發(fā)出Κ3閉合的指令和I段母線失壓或欠壓的聲、光報(bào)警信號、切換屏上故障指示燈亮、監(jiān)控觸摸模屏主接線圖上顯示Κ3閉合。經(jīng)40ms以內(nèi)，K3閉合，I段母線和II段母線并聯(lián)，I段母線上的負(fù)載無縫轉(zhuǎn)移到II段母線。當(dāng)K3閉合后I段母線的電壓高于無縫切換裝置2輸出端電壓，顯然串在輔助無縫切換裝置2輸出端正極的二極管D2截止，輔助無縫切換裝置2輸出端不輸出電壓。與此同時(shí)當(dāng)I段母線發(fā)生失壓或欠壓時(shí)，由輔助無縫切換裝置2供給I段母線后，K3閉合使I段母線和II段母線并聯(lián)后，串在I路直流輸入電源正、負(fù)極的二極管D3、D4立刻截止，自動(dòng)斷開欠壓或失壓的I路直流電源的輸入。當(dāng)接在I路直流輸入的電壓變送器時(shí)，并檢測到I路直流輸入電壓恢復(fù)正常(電壓值可調(diào))，PLC發(fā)出K3斷開指令，并解除I段母線失壓或欠壓的聲、光報(bào)警信號、監(jiān)控觸摸模屏主接線圖上顯示K3斷開，正常運(yùn)行指示燈亮。當(dāng)K3斷開后，系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。從I路直流輸入發(fā)生失壓時(shí)，I段直流母線電壓波形圖可見(圖7):開機(jī)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)I路、2路電源輸入電壓使I段、II段母線電壓為234V，每路所帶負(fù)載電流為30A，裝置正常工作。I路電源欠壓值設(shè)定值220V。當(dāng)斷開I路輸入電源空開，造成I路輸入電壓為OV(失壓)，從I段母線電壓切換波形圖可見I段母線電壓在切換過程中，電壓值最低值224V，最高值235V。切換時(shí)間O. 768s，即經(jīng)過O. 768s，I段母線電壓由224V回升至234V，波形完全連續(xù)，其間無電壓中斷的現(xiàn)象。完全符合智能無縫切換要求。從I路直流輸入發(fā)生欠壓時(shí)，I段直流母線電壓波形圖可見(圖8):開機(jī)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)I路、2路電源輸入電壓使I段、II段母線電壓234V，每路帶負(fù)載電流為30A，裝置正常工作。I路電源欠壓值設(shè)定值為220V。當(dāng)調(diào)節(jié)I路電源輸入電壓低于220V時(shí)，裝置自動(dòng)切換。從母線電壓切換波形圖可見I段母線在切換過程中，電壓值最低值224V、最高值235V，切換時(shí)間I. 18s ;即經(jīng)過I. 18s, I段母線負(fù)載電壓由224V回升至234V，波形完全連續(xù)，其間無電壓中斷的現(xiàn)象。完全符合智能無縫切換要求。 當(dāng)I路輸入電源發(fā)生過壓時(shí)，接在I路直流輸入的電壓變送器檢測到I路直流輸入過電壓達(dá)整定值時(shí)(電壓值可調(diào))，PLC發(fā)出Kl斷開指令，并發(fā)出I路直流輸入過壓的聲、光報(bào)警信號、并在監(jiān)控觸摸屏主接線圖上顯示Kl斷開，(I路輸入電源發(fā)生過壓時(shí)，串在無縫切換裝置2輸出端正極的二極管D2截止，了輔助無縫切換裝置I輸出端具有穩(wěn)壓功能輸出仍為226V，且串在輔助無縫切換裝置I輸出端正極的二極管Dl截止。顯然；過電壓不會傳遞到II 2段直流的母線上)。此時(shí)，電路處于欠壓狀態(tài)、隨后的切換過程與失壓、欠壓的過程相同。從I路直流輸入發(fā)生過壓時(shí)，I段直流母線電壓波形圖(圖9)可見開機(jī)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)I路、2路電源輸入電壓使I段、II段母線電壓234V，每路所帶負(fù)載電流為30A，裝置正常工作。I路電源過壓值設(shè)定值242V。當(dāng)I路輸入電壓調(diào)升至242V時(shí)，裝置自動(dòng)切換。從I段母線電壓切換波形圖可見I段母線切換電壓在切換過程中，電壓最低值224V、最高
值242 V，切換時(shí)間018s ;即經(jīng)過O. 18s，I段母線負(fù)載電壓由242V恢復(fù)至234V，波形完全連續(xù)，其間無電壓中斷的現(xiàn)象。完全符合智能切換要求。從當(dāng)I路直流輸入電源發(fā)生過壓時(shí)，在無縫智能切換過程中II段直流的母線波形圖(圖9)可見開機(jī)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)I路、2路電源輸入電壓使I段、II段母線電壓234V，每路所帶負(fù)載電流為30A，裝置正常工作。I路電源過壓值設(shè)定值242V。當(dāng)I路輸入電壓調(diào)升至242V時(shí)，裝置自動(dòng)切換。從II段母線電壓切換波形圖可見當(dāng)2路輸入電壓發(fā)生過壓時(shí)，II段母線電壓完全不受2路輸入電源過壓的影響。完全符合智能切換要求。當(dāng)I路直流輸入電源過壓消除恢復(fù)正常時(shí)，接在I路直流輸入的電壓變送器檢測到I路直流輸入電源過壓消除恢復(fù)正常達(dá)整定值時(shí)(可調(diào))，PLC發(fā)出Kl閉合指令，并解除I路直流輸入過壓的聲、光報(bào)警信號、并在監(jiān)控觸摸模屏主接線圖上顯示Kl閉合。此時(shí)，正常運(yùn)行指示燈亮。另外，2路直流輸入電源發(fā)生欠壓、失壓、過壓的切換原理與I路路直流輸入電源發(fā)生欠壓、失壓、過壓的切換原理相同，不再重復(fù)說明。實(shí)施例3圖2為直流操作雙電源智能無縫切換裝置的，其系統(tǒng)原理如圖直流操作雙電源智能無縫切換裝置由1、2路直流輸入電壓檢測單元、I、II段直流母線電壓檢測單元、PLC及控制器、1、2路的輔助無縫切換裝置、雙極直流母聯(lián)斷路器K3 (具有電動(dòng)/手動(dòng)功能)雙極直流接觸器K1、K2 (電動(dòng)分合閘)和第一路直流輸入正、負(fù)極的逆止二極管D3、D4，第二路直流輸入正、負(fù)極的逆止二極管D5、D6及監(jiān)控液晶觸摸模屏等組成。針對直流操作雙電源典型接線中的雙母線手動(dòng)切換時(shí)饋出回路會短時(shí)斷電，造成設(shè)備間歇性失電，無法不間斷工作等問題。本裝置運(yùn)用了快速切換裝置(輔助無縫切換裝置)來對其實(shí)行可靠穩(wěn)定的控制，從而實(shí)現(xiàn)了母線各種故障時(shí)的快速準(zhǔn)確的切換。保證了母線不間斷地饋出供電。該裝置具有以下功能當(dāng)任一套直流電源輸入電壓發(fā)生欠壓及失電故障時(shí)，可自動(dòng)隔離故障直流輸入電壓并將故障電源所帶負(fù)載無縫(O秒)自動(dòng)切換到正常電源裝置。當(dāng)故障的直流輸入電源電壓及失電消除恢復(fù)正常時(shí)，可自動(dòng)帶負(fù)載無縫(O秒)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。當(dāng)任一套直流電源輸入電壓發(fā)生過壓故障時(shí)，可自動(dòng)斷開故障輸入電壓并將故障電源所帶負(fù)載無縫(O秒)自動(dòng)切換到正常電源裝置，不會影響到正常運(yùn)行的直流電源。當(dāng) 故障的直流輸入電源過壓消除恢復(fù)正常時(shí)，可自動(dòng)帶負(fù)載無縫(O秒)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。當(dāng)任一組蓄電池均充時(shí)(蓄電池均充的目的是消除單個(gè)蓄電池之間的電壓不均衡的現(xiàn)象，因104只蓄電池均充電壓為245V，對繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置高會造成電壓過高，現(xiàn)在雙電源中均采用手動(dòng)將需均充的直流電源的負(fù)載手動(dòng)轉(zhuǎn)移到另一直流電源后再均充。按規(guī)程規(guī)定每隔I至3個(gè)月應(yīng)對蓄電池自動(dòng)或手動(dòng)均充一次)，用本裝置可直接對該組蓄電池進(jìn)行均充。該組蓄電池所帶負(fù)載可無縫(O秒)自動(dòng)切換到正常運(yùn)行的電源裝置上，解決了直流電源系統(tǒng)自動(dòng)均充的難題。手動(dòng)/自動(dòng)切換功能，在切換屏的屏面上設(shè)置有一只自動(dòng)/手動(dòng)切換的開關(guān)。將開關(guān)置于自動(dòng)時(shí)，PLC的電源接通，切換由PLC自動(dòng)進(jìn)行直流操作雙電源智能無縫切換。當(dāng)需手動(dòng)時(shí)切換時(shí)，將自動(dòng)/手動(dòng)切換的開關(guān)置于手動(dòng)位置時(shí)，PLC的電源斷開，自動(dòng)切換退出。此時(shí)，直流I段和II段母線的母聯(lián)斷路器只能進(jìn)行手動(dòng)切換。圖3為PLC和電壓變送器接線原理圖；當(dāng)母聯(lián)空氣斷路器K3置于自動(dòng)檔時(shí)，S2與SI接通時(shí)，K3主觸頭閉合、S4與SI接通時(shí)，K3主觸頭斷開。為保證切換的可靠性，采用當(dāng)I路、2路直流欠壓或失壓的中間繼電器控制觸點(diǎn)與I路、2路直流欠壓或失壓恢復(fù)的中間繼電器控制觸點(diǎn)互鎖。I路直流過壓的中間繼電器控制觸點(diǎn)與I路直流過壓恢復(fù)的中間繼電器控制觸點(diǎn)互鎖。2路直流過壓的中間繼電器控制觸點(diǎn)與2路直流過壓恢復(fù)的中間繼電器控制觸點(diǎn)互鎖。直流雙極接觸器K1、K2主觸頭為常閉(動(dòng)斷)，過壓時(shí)斷開、過壓恢復(fù)時(shí)閉
八
口 ο當(dāng)I路直流輸入發(fā)生過壓時(shí)，中間繼電器KJ3的一個(gè)常開觸點(diǎn)閉合，使直流雙極接觸器Kl線圈帶電，Kl主觸頭斷開切除過壓輸入，同時(shí)KJ3的另一常開觸點(diǎn)閉合，使母聯(lián)空氣斷路器Κ3主觸頭閉合。當(dāng)過壓恢復(fù)時(shí)，中間繼電器KJ5的常閉觸點(diǎn)斷開，使Kl線圈失電，Kl主觸頭閉合，同時(shí)，KJ5的常開觸點(diǎn)閉合，使母聯(lián)斷路器Κ3斷開，電路恢復(fù)正常工作狀態(tài)。2路直流輸入發(fā)生過壓和過壓恢復(fù)時(shí)的原理與上相同，在此不再重復(fù)述訴。該裝置可大大簡化切換操作，避免因人工操作失誤造成的事故，對直流電源設(shè)備的無人值守起到保障作用。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修 改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，其特征在于包括I段直流母線、II段直流母線、第一路的輔助無縫切換裝置、第二路的輔助無縫切換裝置、ニ極管D1、ニ極管D2、第一路雙極直流接觸器K1、第二路雙極直流接觸器K2、雙極直流母聯(lián)斷路器K3、第一路直流輸入正極逆止ニ極管D3、第一路直流輸入負(fù)極逆止ニ極管D4、第二路直流輸入正極逆止ニ極管D5和第二路直流輸入負(fù)極逆止ニ極管D6 ； 所述I段直流母線和II段直流母線通過雙極直流母聯(lián)斷路器K3進(jìn)行切換； 所述第一路的輔助無縫切換裝置和ニ極管Dl串接后并聯(lián)于雙極直流母聯(lián)斷路器K3的兩端；所述第二路的輔助無縫切換裝置和ニ極管D2串接后并聯(lián)于雙極直流母聯(lián)斷路器K3的兩端； 所述I段直流母線通過第一路雙極直流接觸器Kl與第一路直流輸入端連接； 所述II段直流母線通過第二路雙極直流接觸器K2與第二路直流輸入端連接； 所述第一路直流輸入正極逆止ニ極管D3設(shè)置于I段直流母線正極與第一路雙極直流接觸器Kl之間；所述第一路直流輸入負(fù)極逆止ニ極管D4設(shè)置于I段直流母線負(fù)極與第一路雙極直流接觸器Kl之間； 所述第二路直流輸入正極逆止ニ極管D5設(shè)置于II段直流母線正極與第二路雙極直流接觸器Kl之間；所述第二路直流輸入負(fù)極逆止ニ極管D6設(shè)置于II段直流母線負(fù)極與第二路雙極直流接觸器Kl之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，其特征在于所述第一路的輔助無縫切換裝置、第二路的輔助無縫切換裝置為高頻開關(guān)器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，其特征在于還包括第一路直流輸入電壓檢測単元、第二路直流輸入電壓檢測単元、I段直流母線電壓檢測單元、II段直流母線電壓檢測單元； 所述第一路直流輸入電壓檢測単元設(shè)置于第一路直流輸入端的正負(fù)電源線之間； 所述第二路直流輸入電壓檢測単元設(shè)置于第二路直流輸入端的正負(fù)電源線之間； 所述I段直流母線電壓檢測單元設(shè)置于I段直流母線的正負(fù)電源線之間； 所述II段直流母線電壓檢測單元設(shè)置于II段直流母線的正負(fù)電源線之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，其特征在于還包括PLC控制器；所述第一路直流輸入電壓檢測単元、第二路直流輸入電壓檢測単元、I段直流母線電壓檢測單元、II段直流母線電壓檢測單元獲取的信號均輸入到PLC控制器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，其特征在于還包括監(jiān)控液晶觸模屏和電源；所述電源與PLC控制器連接，所述PLC控制器與監(jiān)控液晶觸模屏連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，其特征在于所述雙極直流母聯(lián)斷路器K3為手動(dòng)/自動(dòng)切換裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，其特征在于還包括發(fā)聲光報(bào)警裝置，所述發(fā)聲光報(bào)警裝置與PLC控制器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，其特征在于所述第一路雙極直流接觸器Kl和第二路雙極直流接觸器K2，采用智能復(fù)合直流接觸器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變電站直流操作雙電源智能無縫切換裝置，在第一、二路輔助無縫切換裝置配合下，通過PLC控制雙極直流母聯(lián)斷路器K3，進(jìn)行Ⅰ、Ⅱ段直流母線切換；本發(fā)明采用二極管截止的直流隔離技術(shù)及高頻開關(guān)器件的輸入、輸出端的隔離技術(shù)、穩(wěn)壓技術(shù)，確保故障電源不會影響正常電源，實(shí)現(xiàn)當(dāng)任一套直流電源輸入電壓發(fā)生故障時(shí)，可自動(dòng)隔離故障的直流輸入電壓并將故障電源所帶負(fù)載無縫(0秒)自動(dòng)切換到正常電源裝置，當(dāng)故障消除可立即恢復(fù)正常工作狀態(tài)，當(dāng)蓄電池需均充時(shí)直接均充，解決了蓄電池自動(dòng)定時(shí)均充的難題，切換過程時(shí)間更短，電壓波動(dòng)更小。達(dá)到了變電站直流操作雙電源高質(zhì)量的智能無縫切換，實(shí)現(xiàn)變電站直流電源設(shè)備的無人值守。
文檔編號H02J9/06GK102842957SQ201210368440
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者趙應(yīng)春, 房兆源, 廖立平, 李東勝 申請人:重慶泊津科技有限公司