本發(fā)明涉及一種直流電源切換裝置以及直流供電電源，屬于電源及電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，我國(guó)(特)高壓直流輸電工程技術(shù)迅速發(fā)展，換流閥作為直流工程的核心設(shè)備，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。合適的溫度環(huán)境是換流閥安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提，而換流閥冷卻系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱閥冷系統(tǒng))則是為換流閥提供合適溫度環(huán)境的重要設(shè)備，隨著閥冷系統(tǒng)重要性的逐漸凸顯，國(guó)內(nèi)外閥廠家對(duì)閥冷系統(tǒng)的要求也越來(lái)越嚴(yán)苛。閥冷控制系統(tǒng)作為閥冷系統(tǒng)的核心控制裝置，其能否穩(wěn)定運(yùn)行直接決定了閥冷系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，一旦閥冷控制系統(tǒng)的供電電源發(fā)生故障，將直接導(dǎo)致閥冷系統(tǒng)停運(yùn)，無(wú)法繼續(xù)為換流閥提供散熱功能，并最終導(dǎo)致?lián)Q流閥停止運(yùn)行，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，閥冷控制系統(tǒng)的供電電源均采用直流供電，兩路直流電源自動(dòng)切換后形成一段母線供電。如圖1所示，直流電源進(jìn)線1中設(shè)有第一電壓檢測(cè)繼電器ku1的線圈，第一電壓檢測(cè)繼電器ku1的常開(kāi)觸點(diǎn)與第一接觸器km1的線圈串聯(lián)構(gòu)成了用于將第一直流電源進(jìn)線切換為第二直流電源進(jìn)線的第一控制回路；直流電源進(jìn)線2中設(shè)有第二電壓檢測(cè)繼電器ku2的線圈，第一電壓檢測(cè)繼電器ku1的常開(kāi)觸點(diǎn)與第一接觸器的線圈串聯(lián)構(gòu)成了用于將第二直流電源進(jìn)線切換為第一直流電源進(jìn)線的第二控制回路。例如，當(dāng)直流電源進(jìn)線1供電投入時(shí)，若第一電壓檢測(cè)繼電器ku1檢測(cè)到直流電源1故障或者發(fā)生波動(dòng)(欠壓、過(guò)壓等)時(shí)，則自動(dòng)切換至直流電源2；同樣的，當(dāng)直流電源進(jìn)線2供電投入時(shí)，若第二電壓檢測(cè)繼電器ku2檢測(cè)到直流電源2故障或者發(fā)生波動(dòng)(欠壓、過(guò)壓等)時(shí)，則自動(dòng)切換至直流電源1。當(dāng)兩路電源均故障時(shí)，兩路直流電源均退出投入。此種供電方式存在以下缺點(diǎn)：

1、當(dāng)由于兩路直流電源的電壓檢測(cè)繼電器均發(fā)生故障時(shí)，會(huì)造成兩路直流電源均無(wú)法投入，影響閥冷設(shè)備的正常運(yùn)行；

2、直流電源短時(shí)間失電時(shí)，容易造成控制系統(tǒng)掉電重啟，影響閥冷設(shè)備的正常運(yùn)行；

3、電源切換裝置長(zhǎng)時(shí)間使用后，切換時(shí)由于硬件自身反應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)，容易造成控制系統(tǒng)掉電重啟，影響閥冷設(shè)備的正常運(yùn)行。

基于上述分析，對(duì)電源切換裝置的切換方式進(jìn)行優(yōu)化并對(duì)母線進(jìn)行處理以應(yīng)對(duì)電源短時(shí)間失電情況成為閥冷控制系統(tǒng)供電亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種直流電源切換裝置以及直流供電電源，用于解決由于電壓監(jiān)視繼電器自身故障導(dǎo)致控制系統(tǒng)的兩路電源均無(wú)法投入的問(wèn)題，進(jìn)一步地解決電源波動(dòng)或切換時(shí)間變長(zhǎng)導(dǎo)致控制系統(tǒng)掉電重啟的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種直流電源切換裝置，包括用于切換第一直流電源進(jìn)線的第一控制回路以及用于切換第二直流電源進(jìn)線的第二控制回路，所述直流電源切換裝置還包括第一電壓監(jiān)視繼電器以及第二電壓監(jiān)視繼電器；所述第一電壓監(jiān)視繼電器的線圈用于連接第一直流電源進(jìn)線，所述第一電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)串設(shè)在所述第一控制回路中；所述第二電壓監(jiān)視繼電器的線圈用于連接第二直流電源進(jìn)線，所述第二電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)串設(shè)在所述第二控制回路中，所述第一電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)的兩端并聯(lián)有所述第二電壓監(jiān)視繼電器的常閉觸點(diǎn)，所述第二電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)的兩端并聯(lián)有所述第一電壓監(jiān)視繼電器的常閉觸點(diǎn)。

進(jìn)一步的，該直流電源切換裝置包括第一接觸器和第二接觸器；所述第一控制回路串設(shè)有所述第一接觸器的線圈以及所述第二接觸器的常閉觸點(diǎn)，所述第一接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)用于串設(shè)在第一直流電源進(jìn)線中；所述第二控制回路串設(shè)有所述第二接觸器的線圈以及所述第一接觸器的常閉觸點(diǎn)，所述第二接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)用于串設(shè)在第二直流電源進(jìn)線中。

進(jìn)一步的，所述第一接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)和第二接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)均采用雙刀雙擲觸點(diǎn)。

本發(fā)明還提供了一種直流供電電源，包括第一直流電源進(jìn)線、第二直流電源進(jìn)線、直流母線以及直流電源切換裝置，所述第一直流電源進(jìn)線和第二直流電源進(jìn)線并聯(lián)后與所述直流母線串聯(lián)；所述直流電源切換裝置包括用于切換第一直流電源進(jìn)線的第一控制回路以及用于切換第二直流電源進(jìn)線的第二控制回路，所述直流電源切換裝置還包括第一電壓監(jiān)視繼電器以及第二電壓監(jiān)視繼電器；所述第一電壓監(jiān)視繼電器的線圈連接第一直流電源進(jìn)線，所述第一電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)串設(shè)在所述第一控制回路中；所述第二電壓監(jiān)視繼電器的線圈連接第二直流電源進(jìn)線，所述第二電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)串設(shè)在所述第二控制回路中，所述第一電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)的兩端并聯(lián)有所述第二電壓監(jiān)視繼電器的常閉觸點(diǎn)，所述第二電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)的兩端并聯(lián)有所述第一電壓監(jiān)視繼電器的常閉觸點(diǎn)。

進(jìn)一步的，該直流供電電源還包括串設(shè)在所述直流母線的正接線端和負(fù)接線端之間的電源緩沖裝置，所述電源緩沖裝置包括用于充放電的緩沖電容。

進(jìn)一步的，該直流供電電源還包括防回流二極管，所述電源緩沖裝置還包括緩沖電阻和緩沖二極管；所述緩沖電阻和所述緩沖電容串聯(lián)構(gòu)成充電回路；所述緩沖二極管與所述緩沖電容串聯(lián)構(gòu)成放電回路。

進(jìn)一步的，該直流供電電源還包括防回流二極管，所述第一直流電源進(jìn)線和第二直流電源進(jìn)線的正接線端并聯(lián)后連接所述防回流二極管的陽(yáng)極，所述防回流二極管的陰極連接所述直流母線的正接線端。

進(jìn)一步的，所述直流電源切換裝置包括第一接觸器和第二接觸器；所述第一控制回路串設(shè)有所述第一接觸器的線圈以及所述第二接觸器的常閉觸點(diǎn)，所述第一接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)用于串設(shè)在第一直流電源進(jìn)線中；所述第二控制回路串設(shè)有所述第二接觸器的線圈以及所述第一接觸器的常閉觸點(diǎn)，所述第二接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)用于串設(shè)在第二直流電源進(jìn)線中。

進(jìn)一步的，所述第一接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)和第二接觸器的常開(kāi)主觸點(diǎn)均采用雙刀雙擲觸點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：

在第一控制回路中，通過(guò)將第一電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與第二電壓監(jiān)視繼電器的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)；在第二控制回路中，通過(guò)將第二電壓監(jiān)視繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與第一電壓監(jiān)視繼電器的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，當(dāng)兩路電壓監(jiān)視繼電器同時(shí)故障時(shí)，保證了可以有一路直流電源投入供電，增強(qiáng)了供電可靠性。

進(jìn)一步的，通過(guò)在直流母線的正接線端和負(fù)接線端之間增加了由緩沖電容構(gòu)成的電源緩沖裝置，在電源切換的間隔或直流母線波動(dòng)等故障引起的母線短時(shí)間失電情況下，可以由電源緩沖裝置對(duì)直流母線放電，保證了直流母線的供電可靠性。

進(jìn)一步的，通過(guò)在第一直流電源進(jìn)線和第二直流電源進(jìn)線的正接線端并聯(lián)后通過(guò)防回流二極管連接直流母線的正接線端，有效避免了電源緩沖裝置在對(duì)直流母線放電過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)向直流電源進(jìn)線反向放電的情況。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中直流電源切換裝置的電氣原理圖；

圖2是本發(fā)明中直流電源切換裝置的電氣原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提供了一種直流供電電源，下面以該直流供電電源給閥冷控制系統(tǒng)供電為例進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，該直流供電電源包括兩路直流電源，分別為第一直流電源和第二直流電源，第一直流電源進(jìn)線(直流電源進(jìn)線1)與第二直流電源進(jìn)線(直流電源進(jìn)線2)并聯(lián)后接直流母線，直流電源進(jìn)線1、直流電源進(jìn)線2與直流母線的連接通過(guò)直流電源切換裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面就直流電源切換裝置進(jìn)行詳細(xì)介紹。

直流電源切換裝置包括第一電壓監(jiān)視繼電器、第二電壓監(jiān)視繼電器、用于將第一直流電源進(jìn)線切換為第二直流電源進(jìn)線的第一控制回路以及用于將第二直流電源進(jìn)線切換為第一直流電源進(jìn)線的第二控制回路。

具體的，第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的線圈連接直流電源進(jìn)線1，用以監(jiān)視第一直流電源的電源情況。第二電壓監(jiān)視繼電器ku2的線圈連接直流電源進(jìn)線2，用以監(jiān)視第二直流電源的電源情況。

第一控制回路串設(shè)在直流電源進(jìn)線1的正進(jìn)線和負(fù)進(jìn)線之間，由第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的常開(kāi)觸點(diǎn)與第二電壓監(jiān)視繼電器ku2的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后依次與第二接觸器km2的常閉觸點(diǎn)、第一接觸器km1的線圈串聯(lián)組成。第一接觸器km1的常開(kāi)主觸點(diǎn)串設(shè)在第一直流電源進(jìn)線中。相應(yīng)的，第二控制回路串設(shè)在直流電源進(jìn)線2的正進(jìn)線和負(fù)進(jìn)線之間，由第二電壓監(jiān)視繼電器ku2的常開(kāi)觸點(diǎn)與第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)后依次與第一接觸器km1的常閉觸點(diǎn)、第二接觸器km2的線圈串聯(lián)組成。第二接觸器km2的常開(kāi)主觸點(diǎn)串設(shè)在第二直流電源進(jìn)線中。另外，在直流電源進(jìn)線1中串設(shè)有直流斷路器qf1的常開(kāi)主觸點(diǎn)，在直流電源進(jìn)線2中串設(shè)有直流斷路器qf2的常開(kāi)主觸點(diǎn)。

下面以由直流電源進(jìn)線1切換到直流電源進(jìn)線2為例，對(duì)直流電源切換裝置的控制原理進(jìn)行介紹。

正常情況下，直流電源1投入供電時(shí)，直流斷路器qf1的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的線圈帶電，第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)；直流斷路器qf2的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，第二電壓監(jiān)視繼電器ku2的線圈帶電，第二電壓監(jiān)視繼電器ku2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。第一接觸器km1的線圈帶電，第一接觸器km1的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合、常閉主觸點(diǎn)斷開(kāi)；第二接觸器km2的線圈不帶電，第二接觸器km2的常開(kāi)主觸點(diǎn)斷開(kāi)、常閉主觸點(diǎn)閉合。通過(guò)將第一接觸器km1的常閉主觸點(diǎn)和第二接觸器km2的常閉主觸點(diǎn)分別串聯(lián)在第二控制回路和第一控制回路中，實(shí)現(xiàn)互鎖功能。

當(dāng)?shù)谝浑妷罕O(jiān)視繼電器ku1檢測(cè)到直流電源進(jìn)線1出現(xiàn)失電、過(guò)壓、欠壓等情況時(shí)，第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的常閉觸點(diǎn)閉合，而此時(shí)第二電壓監(jiān)視繼電器ku2常閉觸點(diǎn)也處于斷開(kāi)狀態(tài)，第一接觸器km1的線圈斷電，串設(shè)在直流電源進(jìn)線1中的第一接觸器km1的常開(kāi)主觸點(diǎn)斷開(kāi)，串設(shè)在第二控制回路中的第一接觸器km1的常閉主觸點(diǎn)閉合。最終，在第一控制回路控制和第二控制回路控制的作用下，直流電源進(jìn)線1切換到直流電源進(jìn)線2。

正常情況下，當(dāng)直流電源2投入供電時(shí)，由于由直流電源進(jìn)線2切換到直流電源進(jìn)線1的控制過(guò)程與由直流電源進(jìn)線1切換到直流電源進(jìn)線2的控制過(guò)程一樣，此處不再贅述。

在特殊情況下，若第一電壓監(jiān)視繼電器ku1和第二電壓監(jiān)視繼電器ku2均發(fā)生故障時(shí)，若先投入直流電源1，由于第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的常開(kāi)觸點(diǎn)與第二電壓監(jiān)視繼電器ku2的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，第一控制回路控制導(dǎo)通，第一接觸器km1的線圈帶電，串設(shè)在直流電源進(jìn)線1中的第一接觸器km1的常開(kāi)主觸點(diǎn)閉合，由直流電源1給直流母線供電。同樣的，若先投入直流電源2，則由直流電源2給直流母線供電。通過(guò)在第一控制回路中將第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的常開(kāi)觸點(diǎn)與第二電壓監(jiān)視繼電器ku2的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，通過(guò)在第二控制回路中將第二電壓監(jiān)視繼電器ku2的常開(kāi)觸點(diǎn)與第一電壓監(jiān)視繼電器ku1的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)，可有效避免正常使用過(guò)程中由于電壓監(jiān)視器自身故障導(dǎo)致兩路電源均無(wú)法投入的問(wèn)題出現(xiàn)。

另外，如圖2所示，該直流供電電源還包括母線保護(hù)裝置，該母線保護(hù)裝置包括一個(gè)由緩沖電容c1、緩沖電阻r1、緩沖二極管v1組成的電源緩沖裝置以及一個(gè)防止緩沖電流回流的防回流二極管v2。

其中，緩沖電容c1和緩沖電阻r1串聯(lián)構(gòu)成了充電回路，用于直流母線對(duì)緩沖電容c1進(jìn)行充電，緩沖電阻r1用于限制充電電流，防止充電電流過(guò)大；緩沖電容c1和緩沖二極管v1串聯(lián)構(gòu)成了放電回路，用于緩沖電容c1對(duì)直流母線進(jìn)行放電。在本實(shí)施例中，緩沖二極管v1的陰極接至直流母線的正接線端，緩沖二極管v1的陽(yáng)極接至緩沖電容c1的正端，緩沖電容c1的負(fù)端接至直流母線的負(fù)接線端。當(dāng)然，電源緩沖裝置的具體電路結(jié)構(gòu)并不固定，在實(shí)現(xiàn)相同功能的情況下，還包括其他變形。另外，電源緩沖裝置也可以是單獨(dú)的一個(gè)緩沖電容，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)直流母線的放電。

防回流二極管v2設(shè)置在母線進(jìn)線處，直流電源進(jìn)線1和直流電源進(jìn)線2的正接線端并聯(lián)后連接防回流二極管v2的陽(yáng)極，防回流二極管v2的陰極連接直流母線的正接線端，用于防止當(dāng)電源緩沖裝置對(duì)直流母線放電時(shí)放電電流回流至直流電源進(jìn)線中。

在現(xiàn)有的閥冷控制系統(tǒng)的供電回路中，由于雙電源切換裝置元件自身特性，導(dǎo)致電源切換時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，或者兩路直流電源進(jìn)線均發(fā)生波動(dòng)時(shí)，極易造成閥冷控制系統(tǒng)掉電重啟，嚴(yán)重影響閥冷控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而在本直流供電電源中，當(dāng)兩路直流電源切換的間隔或直流母線波動(dòng)等故障引起的母線短時(shí)間失電時(shí)，可以由電源緩沖裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)直流母線放電，從而保證閥冷控制系統(tǒng)的可靠供電，而防回流二極管v2可避免在電源緩沖裝置向直流母線供電的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)向兩路直流電源進(jìn)線反向放電的情況。因此，母線保護(hù)裝置可以有效地對(duì)直流母線電源進(jìn)行緩沖保護(hù)，以確保閥冷控制系統(tǒng)繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。