专利名称：智能型快速电源换路器的制作方法
技术领域：
智能型快速电源换路器技术领域-本实用新型涉及电力电子领域和交、直流供电与配电领域，特别 是电源互投装置。
技术背景关于供、配电系统双电源切换装置，目前较佳的为中国实用新型专利号为ZL200620168623.0，名称为"快速双电源切换器"的专利 产品。该产品在许多电路中的应用，给用户带来节省设备投资、简化 系统、减少运行维护工作量和延长设备使用寿命等一系列益处。使系 统避免UPS设备长期在线工作所造成的浪费和所带来的高热隐患、减 少在线逆变所带来的电网污染、提高系统运行的安全性和可靠性等。 但该专利产品仍存在不够完善之处即该装置只在工作电源消失或接 近消失(电压极低)时才实现自动换路，对于电网电压的偏移、跌落、 波动、过高、过低、缺相、波形失真、网络潮流等现象重视不够。 发明内容本实用新型的目的是克服上述不足问题，提供一种智能型快速电 源换路器，不但在主电消失情况下能可靠实现备用电源的快速自动投 入，而且能在主电参数突然变差的情况下自动完成主、备电的快速自 动转换。本实用新型为实现上述目的所采用的技述方案是智能型快速电 源换路器，涉及触点式电源互投装置和交流无触点开关，输入端具有 两路及以上电源，每一路电源均有一组用于控制电源主回路的主触点Cn (n二l、 2、 3……)，每组主触点均并联一个无触点开关Kn，各并 联回路再并联后与总输出电源串联，用于控制电源主回路的主触点 Cn和交流无触点开关Kn与智能型控制板IPC相连接，各路输入电源 上装有电源检测仪表分别与智能型控制板相连接。所述输出电源线上装有电源监视仪表IAc，电源监视仪表工Ac与 智能型控制板IPC连接。所述输入端具有两路输入电源的双电源换路器，触点开关及无触 点开关均与智能型控制板IPC相连通，智能型控制板IPC还连接有电 源监视仪表，电源监视仪表IA1、 IA2分别装在输入电源线上。所述电源监视仪表采用电压变换器、电压互感器或电流变换器、 智能型检测模块、模糊检测模块、AC/DC模块、AC/AC模块或变压一 整流一滤波一取样电路。所述智能型控制板IPC可以采用PLC，单片机、工控机或普通逻 辑控制电路。所述交流无触点开关Kl、 K2…Kn为可控硅模块、IGBT模块、IGCT 模块或IPM模块类电力电子器件。本实用新型不但适用于输入电源为双路且互为备用的情形，还适 用于输入电源为两路以上且互为备用的情形。能够在主电源参数异常 而备用电源参数相对较好时，自动实现主备电源的转换(输入为双电 源的情形)。当输入电源为两路以上时，如果工作电源参数变坏，系 统能自动选择备用电源中参数最优者实现快速切换，具备智能检测和 智能控制功能。可以使目标负载尽量工作在技术参数相对较好的电源 下，从而改善负载工作电源的环境，进一歩增加电负载工作的安全性 和可靠性，改善电负载的工作质量，更有效地延长负载的使用寿命。 可以填补市场空白。
图1为现有快速双电源换路器电路示意图。 图2为本实用新型双路进线电源的电路示意图。 图3为本实用新型多路进线电源的电路示意图。
具体实施方式
如图2所示，输入电源为双路的智能型快速电源换路器，涉及 触点式双电源互投装置和交流无触点开关，触点式双电源互投装置的 触点开关Cl和C2分别并联无触点开关Kl和K2，交流无触点开关K1、 K2可以采用可控硅模块或IGBT模块或IPM模块类电力电子器件(包 括IGCT. GTR. GTO. P-0SFET等)，并联回路与输出电源串联作为总输 出，触点开关及无触点开关均与智能型控制板IPC相连通，智能型控 制板IPC可采用PLC，单片机、工控机或普通逻辑控制电路均可，两 路输入电源处装设有智能型输入电源监视仪表IA1和IA2分别与智能 型控制板IPC相连接，电源输出端装设有智能型输出电源监视仪表 IAc (与智能型控制板相连接)，IA1 、 IA2和IAc可采用电压变换器、 电压互感器或电流变换器、智能型检测模块、模糊检测模块、AC/DC 或AC/AC模块、变压一整流一滤波一取样电路等，能够在线实时跟踪 监测电源参数(电压、电流、频率等)，并将跟踪检测到的电源参数 实时传送给智能型控制板IPC。智能型控制板IPC能实时接收和处理 由IA1、 IA2、 IAc传送来的电源参数，根据处理结果监控和判断工作 电源和备用电源的状态、决定和控制工作电源与备用电源之间的自动 切换。应用时，当两路输入电源有主备之分时可将智能型快速换路器的 两通路设置成主备自动恢复型工作方式，即平时输出主电源，当主电 源不正常(例如电压过高、过低、跌落、偏移、波形畸变、出现潮 流等)或消失时自动输出备用电源，而当主电源恢复正常时备用电源 自动退出工作；当两路输入电源均为市网电源且无主备之分时，可将智能型快速换路器的两通路设置成不分主次的工作方式，即当备用电 源接替工作电源后，不会在工作电源恢复时自动退出工作状态。除非 工作电源恢复后其相关参数明显优于备用电源。以1#电源工作2H电源备用为例说明转换过程正常情况下Cl触点处于"通"态而C2处于"断"态，交流无触点开关Kl和K2均处于关断状态，无电流通过，输出端获得的是1#电源。当1#电源故障(参数变坏或电压消失)时，智能型控制板IPC根据输入电源监视仪 表IA1的监控信号迅速进行智能判断，根据判断结果迅速控制无触点 开关Kl进入"通"态，同时控制Cl进入"断"态，在智能判断Cl 断开后，控制Kl与K2进行快速转换，先令Kl进入"断"态，再令 K2进入"通"态，瞬间完成备用电源对负载供电的接替工作，转换 时间为0. 1-10MS可调。K2导通后，再由智能控制板IPC控制C2进 入"通"态(保持)，等到C2由"断"态转为"通"态后(500-5000MS) 智能控制板IPC按给定的时间(略大于C2动作的时间)控制K2还原 为"断"态，长期通电的工作由C2承担。系统进入2#电源代替1# 电源工作的状态。当1#电源恢复正常后，在智能型控制板IPC的智 能控制下，系统按照"K2通、C2断、K2与Kl快速转换(转换时间 为0. 1-IOMS)、 Cl通(保持)、Kl断"的顺序还原为1#电源工作2# 电源备用的状态。反之，如果2ft电源为工作电源而lft电源为备用电 源，则在2#电源参数指标变坏时，在智能型控制板PC的控制下，系 统将按照"K2通、C2断、K2与Kl快速转换(转换时间为0. 1-IOMS)、 Cl通、Kl断"的顺序完成1#电源接替2#电源工作的全过程。等2# 电源恢复正常后，在智能型控制板IPC的控制下，系统按照"K1通、 Cl断、Kl与K2快速转换(转换时间为0. 1-IOMS)、 C2通(保持)、 K2断"的顺序还原为2#电源工作、lft电源备用的状态。另外智能型输出电源监测仪表IAc还监控负载短路，输出端的防短路转换也由IPC根据IAC的信号完成，即如果工作电源因输出端 短路而掉闸，工PC会根据监控仪表IAc的短路反映限制备用电源的自动投入功能，从而防止将备用电源投入到故障状态输出电路上。
如图3所示，当供、配电系统为三路或多路时，在各路电源输入 端均设用于监控电源的智能型检测仪表IA1、 IA2、…IAn ,各检测 仪表与智能型控制板IPC相联系，在各检测仪表和智能型控制板的配 合控制下，智能型快速换路系统会自动选择当前参数最佳的一路电源 作为主供电电源，而将其他各路电源置为备用电源。当主供电电源参 数明显不合格时，换路器会自动将负载切换到备用电源中参数最佳的 一路电源上去。主电源和任意一路备用电源之间的自动换路过程均与 两路电源时主、备电源的换路过程相同。
权利要求1、智能型快速电源换路器，涉及触点式电源互投装置和交流无触点开关，输入端具有两路以上电源，每一路电源均有一组用于控制电源主回路的主触点(Cn)，n＝1、2、3……，每组主触点均并联一个无触点开关(Kn)，各并联回路再并联后与总输出电源串联，其特征是用于控制电源主回路的主触点(Cn)和交流无触点开关(Kn)与智能型控制板(IPC)相连接，各路输入电源上装有电源检测仪表分别与智能型控制板相连接。
2、 根据权利要求1所述的智能型快速电源换路器，其特征是 输出电源线上装有电源监视仪表(Iac)，电源监视仪表(IAc)与智能型 控制板连接。
3、 根据权利要求1或2所述的智能型快速电源换路器，其特征 是输入端具有两路输入电源的双电源换路器，触点开关及无触点开 关均与智能型控制板相连通，智能型控制板还连接有电源监视仪表， 电源监视仪表(IA1、 IA2)分别装在输入电源线上。
4、 根据权利要求1或2所述的智能型快速电源换路器，其特征 是电源监视仪表(IA1、 IA2、 IA3)采用电压变换器、电压互感器或 电流变换器、智能型检测模块、模糊检测模块、AC/DC模块、AC/AC 模块或变压一整流一滤波一取样电路。
5、 根据权利要求1或2所述的智能型快速电源换路器，其特征 是智能型控制板(IPC)可以采用PLC，单片机、工控机或普通逻辑 控制电路。
6、 根据权利要求1或2所述的智能型快速电源换路器，其特征 是交流无触点开关(Kn)为可控硅模块、IGBT模块、IGCT模块或IPM 模块类电力电子器件。
专利摘要本实用新型涉及电力电子领域和供配电系统。智能型快速电源换路器，涉及触点式电源互投装置和交流无触点开关，输入端具有两路及以上电源，每一路电源均有一组用于控制电源主回路的主触点Cn(n＝1、2、3……)，每组主触点均并联一个无触点开关Kn，各并联回路再并联后与总输出电源串联，用于控制电源主回路的主触点Cn和交流无触点开关Kn与智能型控制板IPC相连接，各路输入电源上装有电源检测仪表分别与智能型控制板相连接。本实用新型能够在主电源参数异常而备用电源参数相对较好时，自动实现主备电源的转换改善负载工作电源的环境，有效地延长负载的使用寿命。
文档编号H02J9/06GK201146404SQ20082001035
公开日2008年11月5日 申请日期2008年1月17日 优先权日2008年1月17日
发明者孙毅彪 申请人:孙毅彪