專利名稱：智能雙電源自動(dòng)切換箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于供用電設(shè)備，具體涉及一種智能雙電源自動(dòng)切換箱。
背景技術(shù)：
隨著人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，信息時(shí)代的今天，用戶用電設(shè)備對(duì)供電的質(zhì)量提出了很高的要求，特別是變電站所用電系統(tǒng)以及工礦企業(yè)等重要負(fù)荷的供電，一般采用雙電源供電，即只有一路電源供電運(yùn)行，而另一路電源處于熱備用狀態(tài)，當(dāng)一路電源發(fā)生故障時(shí)，可及時(shí)切換到另一路電源。這就需要一種能在兩路電源之間進(jìn)行安全、可靠的切換裝置?，F(xiàn)有的電源切換一般采用手動(dòng)切換，其缺點(diǎn)是切換時(shí)間長(zhǎng)，容易誤操作，且不安全，尤其是無(wú)人值班時(shí)會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間停電，尤其是對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的工序如采用人工切換，會(huì)給生產(chǎn)造成損失，而且大多數(shù)雙電源切換的切換裝置采用接觸器或空氣開(kāi)關(guān)，用大量繼電器加以控制，其控制回路設(shè)計(jì)復(fù)雜，施工繁瑣，維護(hù)困難，易發(fā)生兩路電源并列，導(dǎo)致電源故障，同時(shí)其雙電源自動(dòng)切換的可靠性差，對(duì)安全生產(chǎn)造成威脅，使無(wú)人值班工作受到牽制。
隨著電子，計(jì)算機(jī)與通信科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，也為電力系統(tǒng)的雙電源切換技術(shù)注入了新的活力，促進(jìn)了電力系統(tǒng)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，這又對(duì)電力系統(tǒng)中的雙電源切換不斷提出了新的要求。針對(duì)傳統(tǒng)雙電源切換的缺陷和新的要求，國(guó)內(nèi)外各種智能化，機(jī)電一體化的測(cè)控，監(jiān)視等微機(jī)型雙電源切換裝置不斷涌現(xiàn)。目前市場(chǎng)較領(lǐng)先的產(chǎn)品有SIEMENS和ABB系列，國(guó)內(nèi)也有類似的產(chǎn)品出現(xiàn)，如中國(guó)實(shí)用新型專利02245581.7公開(kāi)的一種“智能雙電源切換裝置”它和SIEMENS、ABB產(chǎn)品一樣均包括有一個(gè)分別連接兩路進(jìn)線和一路出線的切換開(kāi)關(guān)，一個(gè)CPU電路和液晶顯示電路，但它們向CPU電路和液晶顯示電路提供工作電源的設(shè)計(jì)存在一個(gè)問(wèn)題，即一旦兩路進(jìn)線均無(wú)電時(shí)，CPU的運(yùn)行數(shù)據(jù)將紊亂，同時(shí)所有的參數(shù)無(wú)法在液晶顯示器顯示查看。導(dǎo)致可靠性不穩(wěn)定，使用也不方便，還不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)雙電源切換的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種可靠性好、不怕掉電、保護(hù)功能更全、可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的智能雙電源自動(dòng)切換箱。
本實(shí)用新型的智能雙電源自動(dòng)切換箱，它包括箱體和智能自動(dòng)控制電路兩大部分組成，箱體內(nèi)有一個(gè)切換開(kāi)關(guān)，該切換開(kāi)關(guān)包括有分別連接主電源和備用電源的兩路進(jìn)線和連接負(fù)載的一路出線，智能自動(dòng)控制電路包括有一個(gè)由CPU微處理器，其特征是所述的CPU微處理器內(nèi)有一塊單片機(jī)U7，單片機(jī)U7分別與看門狗電路U3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8、時(shí)鐘電路U4、人機(jī)界面液晶顯示模塊U10、鍵盤電路U9和RS232通訊接口電路U6相連，上述CPU微處理器的信號(hào)輸入端連接有一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路U1、U2，將采集到的主電源、備用電源和負(fù)載上的交流正弦波轉(zhuǎn)換為單片機(jī)U7所需頻率的脈沖方波，CPU微處理器的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端通過(guò)I/O擴(kuò)展電路U5連接到一個(gè)驅(qū)動(dòng)上述切換開(kāi)關(guān)的伺服繼電器上，以控制切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換；上述CPU電路和液晶顯示電路的工作電源是通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)線獲得，具體是由一個(gè)交流繼電器的輸入端與主電源、備用電源兩路進(jìn)線連接，再輸出到一個(gè)整流電路，再由整流電路的輸出端輸出的正、負(fù)兩路直流電分別連接到穩(wěn)壓電路IC1、IC2，在穩(wěn)壓電路IC1、IC2的輸出端并聯(lián)有蓄電池BATTERY1、BATTERY2，輸入、輸出端之間并聯(lián)有二極管D1、D2。
本實(shí)用新型具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)智能雙電源自動(dòng)切換箱的箱體由兩臺(tái)帶有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的斷路器及附件(輔助報(bào)警觸頭等)，機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)、電器、聯(lián)鎖、熔斷器、接線端子等組成，所有零部件安裝在一塊金屬板上。
(2)智能自動(dòng)控制電路和切換開(kāi)關(guān)二者之間通過(guò)專用的航空插頭接口和專用的長(zhǎng)度不超過(guò)2米的屏蔽電纜相連接，組成智能控制系統(tǒng)，智能系統(tǒng)控制電源電壓為380V/220V、50/60HZ。
(3)本實(shí)用新型具有機(jī)械、電氣雙重聯(lián)鎖保護(hù)功能，為用戶的供電提供了安全可靠的保證。
本實(shí)用新型可通過(guò)對(duì)交流電源模擬量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取相關(guān)電氣參數(shù)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，并通過(guò)CPU微處理器進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)主電源和備用電源的自動(dòng)切換，由于控制部分供電電源采用整流電路加后備蓄電池，以及電路結(jié)構(gòu)采用電子模塊進(jìn)行處理，因而使電源主回路不怕掉電，可靠性高，本實(shí)用新型可通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智能遠(yuǎn)程控制通訊，大大提高了無(wú)人值守狀態(tài)下進(jìn)行自動(dòng)切換的可靠性。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例組成方框示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例工作電源電路圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換電路圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的看門狗電路圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的時(shí)鐘電路圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的I/O擴(kuò)展電路圖；圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的通訊接口電路圖；圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例的CPU及其外圍電路圖；圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路圖；圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例的鍵盤電路圖；圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例的人機(jī)界面液晶顯示模塊圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例為STQ2系列智能雙電源自動(dòng)切換箱，適用于交流50HZ額定電流1500A以下的雙電源供電系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)常用電源(N)與備用電源(R)之間的自動(dòng)切換。(也可設(shè)定為手動(dòng)切換)。使雙電源供電用戶實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守配電。它包括箱體和智能自動(dòng)控制電路兩大部分組成，箱體內(nèi)有一個(gè)切換開(kāi)關(guān)，該切換開(kāi)關(guān)包括有分別連接主電源和備用電源的兩路進(jìn)線和連接負(fù)載的一路出線，智能自動(dòng)控制電路包括有一個(gè)由CPU微處理器和液晶顯示電路。
由圖1可知，本實(shí)施例的控制取樣信號(hào)是電流電壓互感器與線性隔離電路各自聯(lián)于A/D轉(zhuǎn)換電路，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出再聯(lián)于主微處理器內(nèi)的單片機(jī)U7如圖2所示，本實(shí)施例的工作電源是通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)線獲得，具體是由一個(gè)交流繼電器的輸入端與主電源、備用電源兩路進(jìn)線連接，再經(jīng)變壓器輸出到一個(gè)整流電路，再由整流電路的輸出端輸出的正、負(fù)兩路直流電分別連接到穩(wěn)壓電路IC1(LM7805)、IC2(LM7905)分別產(chǎn)生+5、-5V電源。在穩(wěn)壓電路IC1、IC2的輸出端并聯(lián)有蓄電池BATTERY1、BATTERY2，輸入、輸出端之間并聯(lián)有二極管D1、D2。
圖3的A/D轉(zhuǎn)換電路是由兩塊MAX125組成。
圖4為看門狗電路U3，可采用MAX705集成塊電路。
圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的時(shí)鐘電路圖，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路U4可以采用DS1302集成塊電路，內(nèi)置鋰電池，它的基準(zhǔn)頻率由晶體Y4產(chǎn)生。
圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例的I/O擴(kuò)展電路圖，CPU微處理器的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端通過(guò)I/O擴(kuò)展電路U5(TL521)連接到一個(gè)驅(qū)動(dòng)上述切換開(kāi)關(guān)的伺服繼電器上，以控制切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換。
圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例的通訊接口電路圖；其中RS232接口采用TL521芯片，接口電路使系統(tǒng)具備與上位機(jī)通訊的能力，并或多相聯(lián)網(wǎng)，以組成完善的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。其中的通信支持以太網(wǎng)，IEC870-5-103規(guī)約，PROFIBUS，可以很靈活地實(shí)現(xiàn)和其他保護(hù)裝置的互聯(lián)。
圖8是本實(shí)施例的的主微處理器組成框圖，它由32位單片機(jī)U7分別聯(lián)于看門狗電路U3，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路U4，其中實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路U4與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8還分別與電源相連。單片機(jī)U7可采用MC68332單片機(jī)，圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路圖，采用一塊74L373存儲(chǔ)單元。
圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例的鍵盤電路圖；U9為鍵盤識(shí)別電路。
圖11是本實(shí)用新型實(shí)施例的人機(jī)界面液晶顯示模塊圖，采用一塊74HC245驅(qū)動(dòng)液晶顯示器。
本實(shí)施例主要采用14位A/D轉(zhuǎn)換器和一片微處理器構(gòu)成，功能強(qiáng)大，加強(qiáng)了裝置的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。其中數(shù)字信號(hào)處理器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，它將模擬信號(hào)波形通過(guò)小波分析及快速傅立葉變換還原為基波、諧波及其他高次分量，然后歸一化，供主微處理器U7使用；主微處理器U7主要完成邏輯運(yùn)算、控制、通信、診斷分析等功能，主微處理器核心為一實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)RTOS，從而保證了各任務(wù)的實(shí)時(shí)執(zhí)行；人機(jī)界面顯示模塊用來(lái)本地顯示裝置的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，支持MOD BUS等多種PLC規(guī)約，可以很方便地接在其它PLC上，只需要在軟件中設(shè)置參數(shù)即可。
本實(shí)施例的正常工作條件(1)、周圍空氣溫度為-25℃～+40℃，且24小時(shí)的平均值不超過(guò)+35℃。
(2)、大氣條件空氣清潔相對(duì)溫度在最高溫度+40℃時(shí)不超過(guò)50％，在較低溫度時(shí)允許較高的相對(duì)溫度，例如+20℃時(shí)為90％，如果濕度過(guò)大，就要作凝露處觀。
(3)、安裝地點(diǎn)海拔高度不超過(guò)200米，戶內(nèi)使用。
(4)、本產(chǎn)品應(yīng)安裝在無(wú)劇烈震動(dòng)和沖擊，不足以使電器元件受到不應(yīng)有腐蝕場(chǎng)所。
(5)、如果上述條件不能滿足時(shí)，應(yīng)由用戶和制造廠協(xié)商解決。
本實(shí)施例的性能(1)、保護(hù)功能。
(2)、過(guò)負(fù)荷和短路保護(hù)。
(3)、斷相、斷路器保護(hù)。
(4)、失壓、欠壓保護(hù)。
(5)、具有遠(yuǎn)距離控制消防信號(hào)輸出。
(6)、具有中央微機(jī)控制通訊接口。
(7)、具有自動(dòng)切換時(shí)間可調(diào)1秒～30秒。
(8)、高性能單片機(jī)程序控制，抗干擾能力強(qiáng)，保護(hù)精度高。
(9)、具有體積小、穩(wěn)定性高、連續(xù)工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種智能雙電源自動(dòng)切換箱，它包括箱體和智能自動(dòng)控制電路，箱體內(nèi)有一個(gè)切換開(kāi)關(guān)，該切換開(kāi)關(guān)包括有分別連接主電源和備用電源的兩路進(jìn)線和連接負(fù)載的一路出線，智能自動(dòng)控制電路包括有一個(gè)由CPU微處理器，其特征是所述的CPU微處理器內(nèi)有一塊單片機(jī)(U7)，單片機(jī)(U7)分別與看門狗電路(U3)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(U8)、時(shí)鐘電路(U4)、人機(jī)界面液晶顯示模塊(U10)、鍵盤電路(U9)和RS232通訊接口電路(U6)相連，上述CPU微處理器的信號(hào)輸入端連接有一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路(U1、U2)，CPU微處理器的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出端通過(guò)I/O擴(kuò)展電路(U5)連接到一個(gè)驅(qū)動(dòng)上述切換開(kāi)關(guān)的伺服繼電器上；上述CPU電路和液晶顯示電路的工作電源是通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)線獲得，具體是由一個(gè)交流繼電器的輸入端與主電源、備用電源兩路進(jìn)線連接，再輸出到一個(gè)整流電路，再由整流電路的輸出端輸出的正、負(fù)兩路直流電分別連接到穩(wěn)壓電路(IC1、IC2)，在穩(wěn)壓電路(IC1、IC2)的輸出端并聯(lián)有蓄電池(BATTERY1、BATTERY2)，輸入、輸出端之間并聯(lián)有二極管(D1、D2)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能雙電源自動(dòng)切換箱，它包括箱體和智能自動(dòng)控制電路兩大部分組成，箱體內(nèi)有一個(gè)切換開(kāi)關(guān)，智能自動(dòng)控制電路包括有一個(gè)由CPU微處理器U7分別與看門狗電路U3、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器U8、時(shí)鐘電路U4、人機(jī)界面液晶顯示模塊U10、鍵盤電路U9和RS232通訊接口電路U6相連，控制部分供電電源采用整流電路加后備蓄電池，本實(shí)用新型可通過(guò)對(duì)交流電源模擬量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，獲取相關(guān)電氣參數(shù)及開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息，并通過(guò)CPU微處理器進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)主電源和備用電源的自動(dòng)切換，本實(shí)用新型不怕掉電，可靠性高，可通過(guò)通訊接口實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)智能遠(yuǎn)程控制通訊，大大提高了無(wú)人值守狀態(tài)下進(jìn)行自動(dòng)切換的可靠性。
文檔編號(hào)H02J9/06GK2768281SQ20042006924
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2004年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月20日
發(fā)明者譚珍忠, 曹遠(yuǎn)平, 鄧永仁, 楊德旺 申請(qǐng)人:郴州市東塘電氣設(shè)備有限公司