专利名称：用于控制双电源电路的控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制器，特别涉及一种用于控制双电源电路的控制器。
背景技术：
目前，市场上使用的双电源自动转换开关的母联端(输出端)均为并联输出状态， 母联均不能控制，国内无任何断路器厂家生产三电源自动转换开关，三电源自动转换开关 主要应用工矿企业等重要用电场所，特别是大型风机、矿井瓦斯抽放泵站及排水泵等场所， 因此，导致这些行业在电源控制方面极为不便，也常常容易引发各类事故，因此，如何提供 对母联进行有效控制实已成为本领域技术人员亟待解决的技术课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于控制双电源电路的控制器，以实现对母联断路器 的有效控制。 为了达到上述目的及其他目的，本发明提供的用于控制双电源电路的控制器所控 制的电路为双电源供电电路，其中所述双电源电路由主电源断路器、备用电源断路器、及母 联断路器、主电源、备用电源等所构成，所述控制器包括主电源接入端和备用电源接入端； 与所述主电源接入端和备用电源接入端相连接的电压互感器；与所述电压互感器相连接且 用于采样放大主电源电压和备用电源电压的电压采样电路；用于将所述电压采样电路所采 样的主电源电压和备用电源电压编码的编码电路；用于将所述编码电路送入的编码信息进 行分析以确定主电源电压和备用电源电压是否为正常值而发出相应控制信号的控制单元； 与所述控制单元相连接且用于将所述控制单元输出的各控制信号转换为驱动信号的驱动 电路；受所述驱动电路所驱动的继电器；由所述继电器所控制且用于控制所述主电源断路 器、备用电源断路器、及母联断路器合闸与分闸的执行器；具有控制主电源断路器、备用电 源断路器、及母联断路器合闸与分闸的按钮、以及自动/手动开关的控制面板，其中，在所 述控制面板上还嵌有用于指示主电源断路器、备用电源断路器、及母联断路器合闸与分闸 的指示灯，指示灯及按钮都与所述驱动电路相连接，自动/手动开关与所述控制单元相连 接；以及用于向上述各部件供电的供电单元等。 其中，当确定主电源电压和备用电源电压都正常时控制单元发出主备都合闸而母 联分闸信号；当确定主电源电压不正常而备用电源电压正常时，在预设时间段后控制单元 先发送主分闸信号再发送母联合闸信号；当确定主电源电压正常而备用电源电压不正常时 时，在预设时间段后控制单元先发送备分闸信号再发送母联合闸信号；当确定主电源电压 和备用电源电压都不正常时，控制单元发送主、备、母联均分闸信号。 其中，所述用于控制双电源电路的控制器还可包括电流接入端、与所述电流接入 端相连的电流互感器、及与所述电流互感器和所述编码电路相连接且用于采样放大电流并 送入所述编码电路编码的电流采样电路等。 综上所述，本发明的的用于控制双电源电路的控制器通过对主电源、备用电源的
4采样分析，当主电源、备用电源不正常时即发送相应的控制信号，控制相应的断路器合闸或 分闸，由此可实现对母联的有效控制。
图1为本发明的用于控制双电源电路的控制器的基本结构示意图。
图2为本发明的用于控制双电源电路的控制器所控制的电路示意图。
图3为本发明的用于控制双电源电路的控制器的控制面板示意图。
具体实施例方式
请参阅图1及图2，本发明的用于控制双电源电路的控制器主要适用于由主电源、 主电源断路器、备用电源、备用电源断路器、及母联断路器所形成的电路，如图2所示，其 中，主电源(即电源I)、主电源断路器Ql与负载I形第一串联电路，备用电源(即电源II)、 备用电源断路器Q2与负载II形第二串联电路，而母联断路器Q3跨接在所述第一串联电路 和第二串联电路之间，其中，主电源断路器Ql 、备用电源断路器Q2、及母联断路器Q3的运行 逻辑表如表1所示"0"表示断路器分闸状态，"1"表示断路器合闸状态。然而在实际运行 过程中，状态8是禁止的。 表l:
运行状态状态l状态2状态3状态4状态5状态6状态7状态8
断路器Ql00001111
断路器Q200110011
母联断路器Q301010101 本发明的用于控制双电源电路的控制器至少包括主电源接入端和备用电源接入
端、电压互感器、电流接入端、电流互感器、电压采样电路、电流采样电路、编码电路、控制单
元、驱动电路、继电器、执行器、控制面板、键盘接口、显示器接口、及端接口等。
所述主电源接入端用于接入电源I，在本实施例中，电源I为三相四线制市电，因
此，所述主电源接入端设有4个接入脚，分别接入三相交流电的Ua、 Ub、 Uc、 Un ;所述备用电
源接入端用于接入电源II，在本实施例中，电源II也为三相四线制市电，因此，所述备用电
源接入端也设有4个接入脚，分别接入三相交流电的Ua、 Ub、 Uc、 Un。 所述电压互感器与所述主电源接入端和备用电源接入端相连接。 所述电压采样电路与所述电压互感器相连接，用于对所述电压互感器输入的主电
源电压和备用电源电压进行采样放大，其可采用运算放大器进行处理。 所述电流接入端具有4个接入脚，可接入三相交流电的Ia、 Ib、 Ic、 In。 所述电流互感器与所述电流接入端相连。 所述电流采样电路与所述电流互感器相连接，用于对所述电流互感器输入的电流 进行采样放大，其也可采用运算放大器进行处理。
所述编码电路用于将所述电压采样电路所采样的主电源电压和备用电源电压、以 及所述电流采样电路所采样的电流进行编码，以便控制单元能够识别，其内部结构以为本 领域技术人员所知悉，故在此不再详述。 所述控制单元用于将所述编码电路送入的编码信息进行分析以确定电源I电压、 电源II电压及电流是否为正常值(即电源I电压、电源II电压是否电源缺相、欠压和失压 等，电流是否过流等)而发出相应控制信号。其中，当确定电源I电压和电源II电压都正常 时发出主备都合闸而母联分闸信号；当确定电源I电压不正常而电源II电压正常时，在预 设时间段后先发送主分闸信号再发送母联合闸信号；当确定电源I电压正常而电源II电压 不正常时时，在预设时间段后先发送备分闸信号再发送母联合闸信号；当确定电源I电压 和电源II电压都不正常时，发送主、备、母联均分闸信号。在本实施例中，所述控制单元可 包括MSP430单片机、晶振、复位电路等，其还设置有与键盘连接的键盘接口 、与液晶显示 器连接的显示器接口、套设在所述控制面板上用于与本地端或远程端相连接的端接口 (其 可为光耦合器)等，此外，其还可输出报警信号、故障指示信号和系统正在运行信号等等。
所述驱动电路与所述控制单元相连接且用于将所述控制单元输出的各控制信号 转换为驱动信号以驱动所述继电器，，其内部结构以为本领域技术人员所知悉，故在此不再 详述。 所述执行器由所述继电器所控制，用于控制所述主电源断路器Ql 、备用电源断路 器Q2、及母联断路器Q3合闸与分闸，，其内部结构以为本领域技术人员所知悉，故在此不再 详述。 所述控制面板具有控制主电源断路器、备用电源断路器、及母联断路器合闸与分 闸的按钮、以及自动/手动开关，其上还嵌有用于指示主电源断路器、备用电源断路器、及 母联断路器合闸与分闸的指示灯，还设置有与所述控制单元相连接且用于选择本地控制或 远程控制的操作方式开关等，其中，指示灯及按钮都与所述驱动电路相连接，自动/手动开 关与所述控制单元相连接。如图3所示，在本实施例中，控制面板上设置有母联断路器合 闸按钮(即母联合)5、母联断路器分闸按钮(即母联分)6、备用电源断路器分闸按钮(即 备分)7、备用电源断路器合闸按钮(即备合)8、主电源断路器分闸按钮(即常分)19、主电 源断路器合闸按钮(即常合)18、自动/手动开关(即手动、停止、自动)3、远程端接口 1、 操作方式开关(即远程、停止、本地)2、电源开关4。控制面板上嵌有母联断路器合闸指示 灯(即母联合)14、母联断路器分闸按钮(即母联分)13、备用电源断路器分闸按钮(即备 分)10、备用电源断路器合闸按钮(即备合)11、主电源断路器分闸按钮(即常分)16、主电 源断路器合闸按钮(即常合)15，此外还嵌有母联断路器脱扣指示灯(即母联脱)12、主电 源断路器脱扣指示灯(即常脱)17、备用断路器脱扣指示灯(即备脱)9等。
所述供电单元用于向上述各部件供电，其受控制面板上的电源开关4控制。
其工作过程如下首先由主电源接入端、备用电源接入端、和电流接入端分别将三 相主电源Ua、 Ub、 Uc、 Un、三相备用电源Ua， 、 Ub， 、 Uc， 、 Un'、三相交流电流Ia、 Ib、 Ic、 In接 入，通过电压互感器和电流互感器输入到电压采样电路和电流采样电路，经过编码器编码 后送入MSP430单片机输入口 ，并将输入电压和电流转换成合适的电压和电流信号，再通过 软件编程，实现对电流、电压信号的采样、处理、逻辑比较判断及输出，可同时对三相电压进 行检测并显示，显示精度为±5%。 MSP430单片机的输出信号送入驱动器，并驱动继电器，继电器通过控制执行器来控制主电源断路器、备用电源断路器、母联断路器的合分闸。此 外，MSP430单片机接有输入键用于参数的设定和调整，欠压值和动作时间可通过键盘来设 定，欠压值连续可调，级差为1V，可调范围宽，精度高，欠压延时时间连续可调，级差为ls， 可调范围宽，精度高；还接有液晶显示屏，用于显示各种运行参数值，并能通过键盘输入、液 晶显示屏来实现人机对话；还设置本地控制和远程控制端，通过端接口可对各断路器进行 近距离和远距离的调控。 1)正常情况下，母联断路器Q3分闸，主电源断路器Q1合闸，电源I向负载I供电， 备用电源断路器Q2合闸，电源II向负载II供电，电源I和电源II各自成为独立的供电电 源，同时成为互相备用供电状态。 2)当电源I出现故障(欠压、缺相、失压)时，延时时间t后主电源断路器Ql分 闸，当主电源断路器Q1分闸到位后，母联断路器Q3立即合闸，电源I1同时向负载I和负载 II供电，当故障电源I (欠压、缺相、失压)恢复正常后，母联断路器Q3立即分闸，母联断路 器Q3分闸到位后，主电源断路器Q1立即合闸，这时恢复电源I向负载I供电，电源II向负 载II供电的状态。 3)当电源II出现故障(欠压、缺相、失压)时，延时时间t后备用电源断路器Q2 分闸，当备用电源断路器Q2分闸到位后，母联断路器Q3立即合闸，电源I同时向负载I和 负载II供电，当故障电源II(欠压、缺相、失压)恢复正常后，母联断路器Q3立即分闸，母 联断路器Q3分闸到位后，备用电源断路器Q2立即合闸，这时恢复电源I向负载I供电，电 源II向负载II供电的状态。 4)当电源I和电源II均出现故障(欠压、缺相、失压)时，主电源断路器Q1、备用 电源断路器2和母联断路器Q3均分闸，电源I停止向负载I供电，电源II停止向负载II供 电，当其中一路电源恢复正常后，则正常电源的断路器合闸，合闸到位后，母联断路器Q3合 闸，正常电源向两路负载同时供电，当两路电源均恢复正常后，母联断路器Q3断开，主电源 断路器Ql和备用电源断路器Q2均合闸，电源I和电源II恢复各自供电状态。
通过对本发明内容的上述说明，可见本发明具有以下特点 1)实现了两路电源互为备用电源的自动切换功能； 2)实现了母联断路器可自动控制的功能； 3)欠压值连续可调，范围为0-999V，极差为1V，精度高； 4)动作延时时间连续可调，范围为0-999秒，极差为1秒，精度高； 5)有本地和远程控制功能； 6)可对三相电压同时监控和保护，并同时显示三相电压值。 上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉 此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发 明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
一种用于控制双电源电路的控制器，其中，双电源电路包括由主电源和主电源断路器构成的第一串联电路、备用电源和备用电源断路器构成的第二串联电路、及跨接在所述第一串联电路和第二串联电路之间的母联断路器，所述控制器的特征在于包括用于接入主电源和备用电源的主电源接入端和备用电源接入端；与所述主电源接入端和备用电源接入端相连接的电压互感器；与所述电压互感器相连接且用于采样放大主电源电压和备用电源电压的电压采样电路；用于将所述电压采样电路所采样的主电源电压和备用电源电压编码的编码电路；用于将所述编码电路送入的编码信息进行分析以确定主电源电压和备用电源电压是否为正常值而发出相应控制信号的控制单元，其中，当确定主电源电压和备用电源电压都正常时发出主备都合闸而母联分闸信号；当确定主电源电压不正常而备用电源电压正常时，在预设时间段后先发送主分闸信号再发送母联合闸信号；当确定主电源电压正常而备用电源电压不正常时时，在预设时间段后先发送备分闸信号再发送母联合闸信号；当确定主电源电压和备用电源电压都不正常时，发送主、备、母联均分闸信号；与所述控制单元相连接且用于将所述控制单元输出的各控制信号转换为驱动信号的驱动电路；受所述驱动电路所驱动的继电器；由所述继电器所控制且用于控制所述主电源断路器、备用电源断路器、及母联断路器合闸与分闸的执行器；具有控制主电源断路器、备用电源断路器、及母联断路器合闸与分闸的按钮、以及自动/手动开关的控制面板，其中，在所述控制面板上还嵌有用于指示主电源断路器、备用电源断路器、及母联断路器合闸与分闸的指示灯，指示灯及按钮都与所述驱动电路相连接，自动/手动开关与所述控制单元相连接；用于向上述各部件供电的供电单元。
2. 如权利要求1所述的用于控制双电源电路的控制器，其特征在于所述控制单元包 括MSP430单片机。
3. 如权利要求1所述的用于控制双电源电路的控制器，其特征在于还包括电流接入 端、与所述电流接入端相连的电流互感器、及与所述电流互感器和所述编码电路相连接且 用于采样放大电流并送入所述编码电路编码的电流采样电路。
4. 如权利要求1所述的用于控制双电源电路的控制器，其特征在于所述控制单元具有 用于与键盘连接的键盘接口。
5. 如权利要求1所述的用于控制双电源电路的控制器，其特征在于还包括所述控制 单元具有用于与显示器连接的显示器接口。
6. 如权利要求1所述的用于控制双电源电路的控制器，其特征在于所述控制单元还具 有套设在所述控制面板上并用于与本地端或远程端相连接的端接口。
7. 如权利要求6所述的用于控制双电源电路的控制器，其特征在于所述端接口为光親合為o
8. 如权利要求6所述的用于控制双电源电路的控制器，其特征在于所述控制面板上 还设置有与所述控制单元相连接且用于选择本地控制或远程控制的操作方式开关。
9.如权利要求1所述的用于控制双电源电路的控制器，其特征在于所述控制面板上 设置有与所述供电单元相连接的电源开关。
全文摘要
本发明的用于控制双电源电路的控制器主要用于控制由主电源断路器、备用电源断路器、及母联断路器、主电源、备用电源等所构成的电路，其包括主电源接入端和备用电源接入端；电压互感器；电压采样电路；编码电路；用于对编码信息进行分析以确定主电源电压和备用电源电压是否为正常值而发出相应控制信号的控制单元；用于将所述控制单元输出的各控制信号转换为驱动信号的驱动电路；受所述驱动电路所驱动的继电器；由所述继电器所控制且用于控制各断路器合闸与分闸的执行器；具有控制各断路器合闸与分闸的按钮等的控制面板；以及用于向上述各部件供电的供电单元等，由此可实现对双电源电路母联的有效控制。
文档编号H02J9/06GK101752898SQ200910247719
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者何建文, 张晋德, 马铁峰 申请人:上海天健电气有限公司