专利名称：提高eps系统使用寿命的三路电源自动切换线路的制作方法
技术领域：
本发明属于工厂供电领域，涉及一种提高EPS系统使用寿命的三路电源 自动切换线路。它能适用于各种复杂的运行环境，满足重要较大功率负载电 气设备对不间断电源的要求，还可以给重要的计算机、PLC、 DCS等精密控 制设备提供稳定可靠的不间断电源。
背景技术：
在工厂供电领域，为了保证重要电气设备的不间断工作，通常采用供电 电源由两路完全独立市电和EPS系统交替供电的方式。由于市电经常非计划 停电(或故障跳闸)，使得EPS动作没有规律且切换频繁，从而极大地影响了 EPS的使用寿命和稳定的工作状态，众所周知EPS最佳充放电的激活契合点 是三个月左右一次，在保持正常工作状态下使用寿命可达十二至十五年；而 现实中最高峰一周可达数次停送电过程，蓄电池处于频繁的充放电状态之中， 这样，EPS系统的安全工作寿命只能维持在三至五年左右；再者，在市电断 电的一瞬间，负载端的某些控制变频器处于频率缓缓下降的状态，由于EPS 转换较为迟缓(约0.25秒)，几乎与变电所的市电联络同步，极有可能在其尚 未完成切换过程，变电所的市电联络即已合闸(注市电断电后，EPS动作， 变电所联络后市电投运，切断EPS),从而造成EPS和市电联络的连续切换(甚 至形成切换冲突)，给负载的正常运行带来了很大隐患，极易造成变频器延时 得电后，突然上升的电流峰值超过保护上限(峰值为额定电流的200%)而报 警停机；同时，还可能导致计算机的工艺数据丢失，致使生产受到很大影响， 同时经济上也会遭受较大损失。
发明内容
本发明克服已有技术的缺点，提供一种安全有效保护EPS电源系统的三 路电源自动切换线路。
本发明所述提高EPS系统使用寿命的三路电源自动切换线路中的三路电 源为两路完全独立的电压为380伏的三相交流常用回路1#、常备回路2#和EPS 电源，自动切换电路由主回路的控制电路及常用回路1#切换控制电路、常备 回路2#切换控制电路以及EPS切换控制电路组成，主回路的控制电路由第一至第三三联自动断路器QLll、 QL21、 QL31，第一至第三交流接触器KMll、 KM21、 KM31构成，其中常用回路1#切换控制电路由分别接在常用回路1# 三相上的第一、第二、第三单联自动断路器QL13、 QL14、 QL15，第一、第 二中间继电器KAll、 KA12线圈，第一、第二中间继电器KAll、 KA12常开 触点，第一交流接触器KM11线圈，第二交流接触器KM21常闭触点，常用 回路1#信号指示灯LD11组成；常备回路2#的切换控制回路由接在常用回路 2#任一相上的第四单联自动断路器QL23、第三、第四中间继电器KA21 、 KA22 线圈、第一、第二中间继电器KAll、 KA12、第四中间继电器KA22常闭触 点、第三、第四中间继电器KA21、 KA22常开触点、第二交流接触器KM21 线圈、切换预铃HA21、常备回路2弁指示灯HG21、消铃按钮SF21组成，其 特点是EPS切换控制电路是由第五单联自动断路器QL32、并联的第三中间继 电器KA21与第二交流接触器KM21常闭触点、第一交流接触器KMll常闭 触点、第三交流接触器KM31线圈、时间继电器KT31、时间继电器关联机构 KT13、EPS电源指示灯HG31组成，第五单联自动断路器QL32 —端接在EPS 电源任一相上，另一端依次接并联的第三中间继电器KA21与第二交流接触 器KM21常闭触点、第一交流接触器KMll常闭触点、时间继电器KT31,时 间继电器关联机构KT13接并联的第三交流接触器KM31线圈与EPS电源指 示灯HG31。
本发明在EPS输出处由与第三三联自动断路器QL31并联的模拟负载合 闸断路器QL33接一模拟负载Ml。
本发明在主回路的控制电路上另加两路市电的直送开关一第四、第五三 联断路器QL12、 QL22，分别与常用回路1#与常备回路2#工作断路器一第 一、第二三联自动断路QLll、 QL21并联；在三路输出支路中分别串接第一 一第三单掷开关HKll、 HK21、 HK31;三组零线分别从母线直接引入，三路 控制单元互为独立。
本发明采用断路器、交流接触器、时间继电器等器件实现三路电源之间 的自动切换，通过切换电路可以实现以下工作过程
(1)常规状态下，两路市电1#、 2#自由转换，1#为常用回路、2#为常备 回路。当两路市电均意外掉电时，EPS投入运行，在EPS工作的前提下，当 两路市电任一路恢复供电时，EPS自动断开，市电投运，在三路电源均正常时，1#电源上的两个中间继电器得电动作，同时切断并联在2#电源上的中间 继电器的常闭触点来断开常备电源回路，此时，再通过常用电源回路上的中 间继电器的常开辅助点和接触器切断EPS系统，此时，三路电源中由1#电源 为负载供电。
当1#电源失电时，通过并联在常备回路上的中间继电器的常闭触点动作 中间继电器线圈，接触器线圈通过中间继电器的常开触点而接通动作，同时 因并联在EPS回路上的接触器的常闭触点及中间继电器的常闭触点动作而断 开EPS控制回路，此时由2#电源为负载供电。
当1#电源失电、2#电源也不能正常供电的情况下，EPS系统通过接触器 接通时间继电器线圈，并进行实时延时，使得EPS系统投入工作，在EPS工 作的前提下，当两路市电任一路恢复供电时，EPS自动断开，市电投运，任 何一路的转换时间均小于0.1秒，对主回路、控制回路及运行负载几乎没有影 响。
(2)本发明在EPS输出处在EPS输出处，由与第三三联自动断路器QL31 并联的模拟负载合闸断路器QL33接一模拟负载M1 (日常断开)，保证三个 月一次的EPS蓄电池充放电激活，以保持其最佳状态，延缓使用寿命。
本发明的有益效果是①三路电源之间切换速度快，为重要电气设备提 供可靠的不间断电源。②有效保护了EPS系统，大大延长EPS系统使用寿命， 为企业节省大量购置EPS系统的经费。③避免EPS系统和市电之间频繁切换 造成EPS系统中变频器延时得电后，突然上升的电流峰值超过保护上限而报 警停机。④避免电源的切换对重要电气设备造成的不利影响，使得生产免于 损失。⑤采用本发明所提供的三路电源自动切换电路，操作简单，性能可靠， 同时，该技术易于实现、推广。
图1为本发明所提供的提高EPS系统使用寿命的三路电源自动切换线路 一个实施例的电原理图。
具体实施例方式
下面结合附图来说明本发明的实施。图1为本发明所提供的提高EPS系 统使用寿命的三路电源自动切换线路一个实施例的电原理图。
下面结合附图具体对三路电源自动切换工作过程做进一步说明，在三路
6电源均正常时，1#电源上的两个中间继电器得电动作，同时切断并联在2#电 源上的中间继电器的常闭触点来断开常备电源回路，此时，再通过常用电源 回路上的中间继电器的常开辅助点和接触器切断EPS系统，此时，三路电源 中由1#电源为负载供电。
当1#电源失电时，通过并联在常备回路上的中间继电器的常闭触点动作 中间继电器线圈，接触器线圈通过中间继电器的常开触点而接通动作，同时 因并联在EPS回路上的接触器的常闭触点及中间继电器的常闭触点动作而断 开EPS控制回路，此时由2#电源为负载供电。
当1#电源失电、2#电源也不能正常供电的情况下，EPS系统通过接触器 接通时间继电器线圈，并进行实时延时，使得EPS系统投入工作，在EPS工 作的前提下，当两路市电任一路恢复供电时，EPS自动断开，市电投运，任 何一路的转换时间均小于0.1秒，对主回路、控制回路及运行负载几乎没有影 响。
在EPS输出处，由模拟负载合闸断路器QL33接一模拟负载一电机Ml (日常断开)与切换电路并联，保证三个月一次的EPS蓄电池充放电激活， 以保持其最佳状态，延缓使用寿命。
本发明在主回路的控制电路上另加两路市电的直送开关(分别与常用回 路1#与常备回路2#工作断路器一三联自动断路QLll、 QL21并联的直送断 路器一三联自动断路QL12、 QL22),以确保在紧急情况下负载的工作连续 性；在三路输出支路中分别串接单掷开关HKll、 HK21、 HK31，用于隔离故 障线路，从而便于故障回路的维修和元件更换，电路中任一元件的损坏或更 换都不影响其它回路的正常工作，三组零线分别从母线直接引入，三路控制 单元互为独立。
(1)三路电源状态均正常时，1#电源回路上的第一、第二中间继电器线 圈KAll、 KA12同时得电动作，通过切断并联在2#电源回路上的第一、第二 中间继电器KAll、 KA12常闭触点来断开2弁电源回路；这时，1#控制电源通 过串联在1#电源回路上的第一、第二中间继电器KAll、 KA12常开辅助点和 第二接触器KM21的常闭触点接通第一接触器KM11线圈，同时因串联在EPS 回路上第一接触器KMll的常闭触点动作而切断EPS控制回路，此时1#电源 为负载供电。
7(2) 1#电源失电，通过并联在2#回路上的第一、第二中间继电器KA11 或KA12的常闭触点动作第三中间继电器KA21线圈，第二接触器KM21线 圈通过第三中间继电器KA21的常开触点而接通动作，同时因并联在EPS回 路上的第二接触器KM21的常闭触点及第三中间继电器KA21的常闭触点动 作而断开EPS控制回路，此时由2#电源为负载供电。
(3) 在1#电源失电，而2#电源也不能正常工作的情况下，EPS控制电源 通过第一接触器KMll和第二接触器KM21的常闭辅助触点接通时间继电器 KT31线圈，延时0.1秒后，时间继电器关联机构KT13动作，从而接通第三 接触器KM31线圈，此时，EPS为负载供电。(设定0.1秒是为了保证在1#电 源断电后，EPS不至于抢先2弁电源而得电动作)。
(4) 来电动作状态与此前断电动作状态的程序相反，动作先后的顺序始 终为1#电源—2#电源—EPS。
(5) 当W电源状态正常而第三空气断路器QL15断开时，1#电源和2#电 源的两个控制回路均失去工作条件，此时负载电源由EPS直接提供。
(6) 在EPS控制回路中，与第二接触器KM21常闭辅助触点并联的第三 中间继电器KA21常闭触点的作用是，当第二接触器KM21因故障需要维修 更换时，至少可以保证EPS回路能正常工作。
(7) 正常状态下，工作断路器一三联自动断路器QLll、 QL21、 QL31、 单联自动断路器QL13、 QL14、 QL15、 QL23、QL32 、单掷开关HKll、 HK21、 HK31均处于合闸位置；而直送断路器一三联自动断路QL12、 QL22 及模拟负载合闸断路器QL33处于断开状态。
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权利要求
1、一种提高EPS系统使用寿命的三路电源自动切换线路，该三路电源为两路完全独立的电压为380伏的三相交流常用回路(1#)、常备回路(2#)和EPS电源，自动切换线路由主回路的控制电路及常用回路(1#)切换控制电路、常备回路(2#)切换控制电路以及EPS切换控制电路组成，主回路的控制电路由第一至第三三联自动断路器(QL11、QL21、QL31)、第一至第三交流接触器(KM11、KM21、KM31)构成，其中常用回路(1#)切换控制电路由分别接在常用回路(1#)三相上的第一、第二、第三单联自动断路器(QL13、QL14、QL15)，第一、第二中间继电器(KA11、KA12)线圈，第一、第二中间继电器(KA11、KA12)常开触点，第一交流接触器(KM11)线圈，第二交流接触器(KM21)常闭触点，常用回路(1#)信号指示灯(LD11)组成；常备回路(2#)的切换控制回路由接在常用回路(2#)任一相上的第四单联自动断路器(QL23)、第三、第四中间继电器(KA21、KA22)线圈、第一、第二中间继电器(KA11、KA12)、第四中间继电器(KA22)常闭触点、第三、第四中间继电器(KA21、KA22)常开触点、第二交流接触器(KM21)线圈、切换预铃(HA21)、常备回路(2#)指示灯(HG21)、消铃按钮(SF21)组成，其特征在于EPS切换控制电路是由第五单联自动断路器(QL32)、并联的第三中间继电器(KA21)与第二交流接触器(KM21)常闭触点、第一交流接触器(KM11)常闭触点、第三交流接触器(KM31)线圈、时间继电器(KT31)、时间继电器关联机构(KT13)、EPS电源指示灯(HG31)组成，所述第五单联自动断路器(QL32)一端接在EPS电源任一相上，另一端依次接并联的第三中间继电器(KA21)与第二交流接触器(KM21)常闭触点、第一交流接触器(KM11)常闭触点、时间继电器(KT31)，时间继电器关联机构(KT13)接并联的第三交流接触器(KM31)线圈与EPS电源指示灯(HG31)。
2、 根据权利要求1所述的提高EPS系统使用寿命的三路电源自动切换线 路，其特征在于在EPS输出处由与第三三联自动断路器(QL31)并联的模 拟负载合闸断路器(QL33)接一模拟负载(Ml)。
3、 根据权利要求1或2所述的提高EPS系统使用寿命的三路电源自动切 换线路，其特征在于在主回路的控制电路上另加两路市电的直送开关一第 四、第五三联自动断路器(QL12、 QL22)，分别与常用回路(1#)与常备回 路(2#)工作断路器一第一、第二三联自动断路(QLll、 QL21)并联；在三路输出支路中分别串接第一一第三单掷开关(HKll、 HK21、 HK31);三组零 线分别从母线直接引入，三路控制单元互为独立。
全文摘要
本发明属于工厂供电领域，涉及一种提高EPS系统使用寿命的三路自动切换线路，该切换线路由三联自动断路器、单联自动断路器、中间继电器、交流接触器、时间继电器等电气元件组成主回路的控制电路及常用回路(1#)切换控制电路、常备回路(2#)切换控制电路以及EPS切换控制电路。当常用回路(1#)、常备回路(2#)两路市电中任何一路或两路同时出现故障时，切换线路可以按照预先设定的时间继电器设定的时间控制两路市电和EPS之间的自动切换，避免EPS频繁切换，为工厂重要电气设备提供可靠而稳定的不间断电源，本发明有三路电源直接切换速度快，有效延长EPS使用寿命的优点，同时操作简单，性能可靠，技术易于实现和推广。
文档编号H02J9/06GK101651358SQ20091014494
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者商长军, 徐苏民, 芳 蔡, 陈国良 申请人:安徽方兴科技股份有限公司