一种直流分电屏双电源切换系统和直流分电屏的制作方法

本实用新型涉及一种新型双电源切换系统直流分电屏。

背景技术：

直流分电屏是发电厂及变电站直流电源系统的重要组成部分，直流电源经分电屏分别可向继电保护、远动装置、自动装置及断路器操作提供电源。一般直流分电屏均设计两路总电源，两路电源来自不同的直流母线(两组不同的蓄电池)，两路电源互为手动备用，且直流分电屏均设计有微机选线式直流绝缘监测装置。但当直流分电屏出现“母线接地”、“母线过压”、“母线欠压”等影响本侧分电屏所带保护装置及断路器正常工作时，直流分电屏的两路电源不能实现自动切换，影响设备运行及可能造成事故。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种直流分电屏双电源切换系统，确保当一路电源故障时，另一路电源自动投入，并且把故障电源切除。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下方案：

一种直流分电屏双电源切换系统，包括：

第一电源直流母线和第一电源控制回路：第一电源直流母线通过第一接触器与直流分电屏母线相连，第一电源控制回路通过开关Q1与第一电源直流母线相连；

第二电源直流母线和第二电源控制回路：第二电源直流母线通过第二接触器与直流分电屏母线相连，第二电源控制回路通过开关Q2与第二电源直流母线相连；

微机选线式直流绝缘监测装置，具有PLC控制器，用于监测直流分电屏母线是否过压或欠压、各支路的绝缘状态、第一电源直流母线和第二电源直流母线的绝缘状态以及第一电源直流母线和第二电源直流母线是否过压或欠压，并将监测结果输入至逻辑门模块，形成双电源切换信号。

所述第一电源控制回路与第二电源控制回路中分别设有开关K1和开关K2，开关K1和开关K2受控于所述双电源切换信号，用于将从第一电源直流母线供电转换为从第二电源直流母线供电，或从第二电源直流母线供电转换为从第一电源直流母线供电。

进一步的，所述第一电源控制回路具有第一手动和第一自动两个控制回路，第一自动控制回路包括：开关2KK选择自动档位，其节点1、2接通，第三接触器1C和第一指示单元并联，开关K1、开关Q1及第四接触器2C的常闭节点依次连接；第一手动控制回路包括；开关2KK选择手动档位，其节点3、4接通，第三接触器1C和第一指示单元并联，开关1KK的1、2节点、开关Q1及第四接触器2C的常闭节点依次连接。

进一步的，所述第二电源控制回路具有第二手动和第二自动两个控制回路，第二自动控制回路包括：开关2KK选择自动挡位，其节点5、6接通，第四接触器2C和第二指示单元并联，开关K2、开关Q2及第三接触器1C的常闭节点依次连接；第二手动控制回路包括；开关2KK选择手动档位，其节点7、8接通，第四接触器2C和第二指示单元并联，开关1KK的3、4节点、开关Q4及第三接触器1C的常闭节点依次连接。

进一步的，开关2KK同时选通节点1、2和节点5、6，或者开关2KK同时选通节点3、4和节点7、8；开关1KK任意时刻选通节点1、2或者节点3、4。

进一步的，所述逻辑门模块具体包括或门OR1、与门AND1和与门AND11，或门OR1的输入信号包括直流分电屏母线过压信号、直流分电屏母线欠压信号和第一电源直流母线的绝缘状态信号；与门AND1的输入信号包括第二电源直流母线的绝缘状态信号、第二电源直流母线的电压信号和各支路的绝缘状态信号，或门OR1和与门AND1的输出作为与门AND11的输入，与门AND11的输出用于控制开关K1的打开。

进一步的，所述逻辑门模块还包括或门OR2、与门AND2和与门AND22，或门OR2的输入信号包括直流分电屏母线过压信号、直流分电屏母线欠压信号和第二电源直流母线的绝缘状态信号；与门AND2的输入信号包括第一电源直流母线的绝缘状态信号、第一电源直流母线的电压信号和各支路的绝缘状态信号，或门OR2和与门AND2的输出作为与门AND22的输入，与门AND22的输出用于控制开关K2的打开。

进一步的，所述指示单元采用指示灯或语音模块。

进一步的，所述开关2KK和开关1KK均为转换开关。

进一步的，所述微机选线式直流绝缘监测装置与PLC控制器之间采用RS485或RS232通信。

本实用新型所述微机选线式直流绝缘监测装置能够准确的识别具体是哪一支路出现绝缘故障，或是第一电源出现故障，或是第二电源出现故障。

本实用新型还提出了一种直流分电屏，采用上述的直流分电屏双电源切换系统。

本实用新型的有益效果：

当直流分电屏发生“母线接地”、“母线过压”、“母线欠压”等影响本侧分电屏所带保护装置及断路器正常工作时，分电屏的控制器自动、快速的切换至备用电源，确保本侧直流分电屏所带保护装置及断路器正常工作，为运维人员提供便利，减少影响设备运行及可能造成事故的因素。

附图说明

图1为本实用新型直流分电屏系统示意图

图2为本实用新型直流分电屏双电源切换系统示意图

图3为本实用新型微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)逻辑示意图a

图4为本实用新型微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)逻辑示意图b

图5为本实用新型微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)输入、输出示意图。

其中1-进线电源及各个支路直流采集模块；2-干接点输入；3-微机选线式直流绝缘监测装置；4-干接点输出；5-直流采集；6-第一电源直流母线；7-第二电源直流母线；8-DC220V直流电源进线；9-第一电源控制回路；10-第二电源控制回路；11-电源总接触器；12-直流分电屏母线；13-直流分电屏母线过压；14-直流分电屏母线欠压；15-第一电源直流母线绝缘状态低；16-第二电源母线绝缘状态正常；17-第二电源直流母线的电压信号；18-各支路绝缘状态信号；19-第二电源直流母线绝缘状态低；20-第一电源绝缘状态正常；21-第一电源直流母线的电压信号；22-电源切换至第二电源；23-电源切换至第一电源。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1：一种直流分电屏双电源切换系统，如图1所示：包括：

第一电源直流母线和第一电源控制回路：第一电源直流母线通过第一接触器与直流分电屏母线相连，第一电源控制回路通过开关Q1与第一电源直流母线相连；

第二电源直流母线和第二电源控制回路：第二电源直流母线通过第二接触器与直流分电屏母线相连，第二电源控制回路通过开关Q2与第二电源直流母线相连；

微机选线式直流绝缘监测装置，具有PLC控制器，用于监测直流分电屏母线是否过压或欠压、各支路的绝缘状态、第一电源直流母线和第二电源直流母线的绝缘状态以及第一电源直流母线和第二电源直流母线是否过压或欠压，并将监测结果输入至逻辑门模块，形成双电源切换信号；

第一电源控制回路与第二电源控制回路中分别设有开关K1和开关K2，开关K1和开关K2受控于双电源切换信号，用于将从第一电源直流母线供电转换为从第二电源直流母线供电，或从第二电源直流母线供电转换为从第一电源直流母线供电。

自动情况下的电源切换：两路电源均已送电，手自动旋转开关2KK在自动位置，节点“1、2”、“5、6”接通，微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)输出节点K1、K2均闭合，Q1、Q2控制开关在分位，接触器线圈不带电，常闭节点“1C31、1C32”与“2C31、2C32”均在闭合位，假如此时先合上Q1开关，再合Q2开关，则接触器1C瞬间动作，常开节点“1C11、1C12”、“1C21、1C22”瞬间闭合，电源1运行灯亮，分电屏由直流母线1段供电，接触器1C常闭节点1C31、1C32瞬间打开，断开接触器2C回路。假如此时电源1突然失电，则接触器1C瞬间返回，接触器1C常开节点“1C11、1C12”、“1C21、1C22”瞬间断开，常闭节点“1C31、1C32”瞬间闭合，接通接触器2C回路，接触器2C瞬间动作，其常开节点“2C11、2C12”、“2C21、2C22”瞬间闭合，电源2运行灯亮，分电屏由直流母线2段供电，接触器2C常闭节点2C31、2C32瞬间打开，断开接触器1C回路。

手动情况下的电源切换：两路电源均已送电，手自动旋转开关2KK在手动位置，节点“3、4”、“7、8”接通，微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)输出节点K1、K2均闭合，Q1、Q2控制开关在分位，接触器线圈不带电，常闭节点“1C31、1C32”与“2C31、2C32”均在闭合位，假如此时先合上Q1开关，再合Q2开关，此时转换开关1KK选择1电源，则接触器1C瞬间动作，常开节点“1C11、1C12”、“1C21、1C22”瞬间闭合，电源1运行灯亮，分电屏由直流母线1段供电，接触器1C常闭节点1C31、1C32瞬间打开，断开接触器2C回路。当转换开关1KK选择2电源，则接触器1C瞬间返回，常开节点“1C11、1C12”、“1C21、1C22”瞬间断开，常闭节点1C31、1C32闭合，接触器2C瞬间动作，其常开节点“2C11、2C12”、“2C21、2C22”瞬间断开电源2运行灯亮，分电屏由直流母线2段供电，接触器2C常闭节点2C31、2C32瞬间打开，断开接触器1C回路。

分电屏内部微机选线式直流绝缘监测装置监测分电屏各个支路及两路电源进线的绝缘，当出现下列情况时两路进线电源实现切换，确保分电屏所带设备安全运行。具体微机选线式直流绝缘监测装置控制器(PLC)逻辑如图3所示

为实现上述功能需将常规的微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)增加上述逻辑功能。其具体切换过程如下：

分电屏电源1运行时，直流母线1绝缘降低或接地导致分电屏电源1绝缘降低或者接地时，微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)判断分电屏电源1运行，且各个支路绝缘正常无接地现象，微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)通过通讯使微机选线式直流绝缘监测装置输出节点K1打开，接触器1C动作返回，接触器1C两副常开节点1C11、1C12和1C21、1C22打开，常闭节点1C31、1C32和1C41、1C42闭合，接触器1C两副常开节点1C11、1C12和1C21、1C22打开瞬间电源1瞬间与母线断开，1电源运行灯灭，常闭节点1C41、1C42闭合瞬间给微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)发电源1退出信号。当常闭节点1C31、1C32闭合瞬间接触器2C动作，接触器2C两副常开节点2C11、2C12和2C21、2C22闭合，常闭节点2C31、2C32和1C41、1C42打开，再次断开接触器1C线圈回路，当接触器2C两副常开节点2C11、2C12和2C21、2C22闭合瞬间电源2投入，2电源运行灯亮，常闭节点2C41、2C42打开瞬间给微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)发电源2投入信号。

开关2KK同时选通节点1、2和节点5、6，或者开关2KK同时选通节点3、4和节点7、8；开关1KK任意时刻选通节点1、2或者节点3、4。

逻辑门模块具体包括或门OR1、与门AND1和与门AND11，或门OR1的输入信号包括直流分电屏母线过压信号、直流分电屏母线欠压信号和第一电源直流母线的绝缘状态信号；与门AND1的输入信号包括第二电源直流母线的绝缘状态信号、第二电源直流母线的电压信号和各支路的绝缘状态信号，或门OR1和与门AND1的输出作为与门AND11的输入，与门AND11的输出用于控制开关K1的打开。

逻辑门模块还包括或门OR2、与门AND2和与门AND22，或门OR2的输入信号包括直流分电屏母线过压信号、直流分电屏母线欠压信号和第二电源直流母线的绝缘状态信号；与门AND2的输入信号包括第一电源直流母线的绝缘状态信号、第一电源直流母线的电压信号和各支路的绝缘状态信号，或门OR2和与门AND2的输出作为与门AND22的输入，与门AND22的输出用于控制开关K2的打开。

下表1和表2为本实用新型转换开关的节点示意图。

2KK转换开关触头分合表

表1

1KK触头分合表

表2

微机选线式直流绝缘监测装置的控制器(PLC)的输出，当电源1(或电源2)故障时，“电源1(或电源2)故障”指示灯亮，并发电源1(或电源2)故障报警指示信号；当母线过压(或欠压)时，“母线过压/欠压、故障”指示灯亮，并发“母线过压(或欠压)报警”指示信号；当支路绝缘故障时，“支路绝缘故障”指示灯亮，并发“支路绝缘故障”指示信号。其具体说明详见图5

本实用新型的有益效果为：完美解决由分电屏上级电源故障造成的“母线过压”、“母线欠压”、“电源进线绝缘低或接地或者突然失电”的问题，确保分电屏所带设备的安全运行。适用于所有电厂、变电站等的分电屏。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。