一種基于模擬輸入電路的供電電源切換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電源切換裝置，具體涉及一種基于模擬輸入電路的供電電源切換
目.0
【背景技術】
[0002]目前企業(yè)大多使用備有電源自投裝置簡稱“備自投”(BZT)。即當工作電源開關非保護跳閘時，備用電源開關需自動合閘；備用電源自投裝置，作為完成這一功能的自動裝置，其對于電力系統(tǒng)的安全運行于企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)揮了巨大的作用，目前不失為最有效的自動裝置之一，但備自投裝置動作時間比較過長，已經(jīng)不適應企業(yè)對電源安全和自動化提高的要求？主要原因有五，一是裝置判斷起動太遲；二是裝置起動后將備用電源投入的時間太長；三是不能準確判斷合閘時機時的相位；四是切換方式單一，選擇性差；五是切換時對整個電網(wǎng)的沖擊過大，容易出現(xiàn)重大安全事故，引起系統(tǒng)震蕩，造成系統(tǒng)大面積停電。追根溯源，主要是我國工業(yè)企業(yè)的網(wǎng)絡結(jié)構特點所決定的，工業(yè)企業(yè)總降和中低壓變電站目前使用的備自投裝置幾乎百分之百套用電網(wǎng)變電站的備自投裝置工作原理，并沒有針對工業(yè)企業(yè)的需求和技術特點進行原理、功能、性能的專門性設計和開發(fā)但這又是兩個完全不同的系統(tǒng)。
[0003]另外，由于我國電力系統(tǒng)的現(xiàn)狀，普遍大、中型企業(yè)時常面臨系統(tǒng)“晃電”的困擾，一、二次的系統(tǒng)“晃電”嚴重時候造成全廠大面積的停電或運行設備癱瘓。經(jīng)濟損失難以估計，這些問題困擾著企業(yè)的生產(chǎn)者和管理者，也對備自投裝置的功能革新提出了迫切的要求，急需要一種全新的裝置來代替?zhèn)溆秒娫辞袚Q裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型針對上述問題，提供一種基于模擬輸入電路的供電電源切換裝置。
[0005]本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是:一種基于模擬輸入電路的供電電源切換裝置，包括模擬輸入電路、互感器隔離電路、過零比較電路、中央處理器、開關量信號輸入電路、光電隔離電路、PLD邏輯器件電路、動作斷路器電路、打印輸出電路、液晶顯示、鍵盤輸入電路及通信管理電路；所述中央處理器分別連接過零比較電路、光電隔離電路、打印輸出電路、液晶顯示、鍵盤輸入電路及通信管理電路；所述模擬輸入電路輸出端連接互感器隔離電路；所述互感器隔離電路輸出端連接過零比較電路；所述開關量信號輸入電路輸出端連接光電隔離電路；所述光電隔離電路輸出端分貝連接中央處理器和PLD邏輯器件電路；所述PLD邏輯器件電路輸出端連接動作斷路器電路；所述動作斷路器電路輸入/輸出端連接上位機。
[0006]所述模擬輸入電路包括用于將非電模擬信號轉(zhuǎn)化為電信號的信號變換器、與信號變換器連接的A/D轉(zhuǎn)換器、對輸入模擬信號進行采樣、保持的采樣保持器。
[0007]所述開關量信號輸入電路由信號調(diào)節(jié)電路、控制邏輯電路、驅(qū)動電路、地址譯碼電路、隔離電路組成。
[0008]本實用新型的優(yōu)點:使用上述裝置后，判斷起動切換時間快，達到1ms ;判斷起動后將備用電源投入的時間快，達到50ms以內(nèi)；除過斷路器故障原因；事實檢測系統(tǒng)相位，準確判斷合閘時機時的相位；企業(yè)電網(wǎng)保證在在30°以內(nèi)合閘；切換方式靈活，根據(jù)現(xiàn)場實際需要，菜單多種可供選擇，安全可靠性高；切換時對整個電網(wǎng)的沖擊小，不會出現(xiàn)重大安全事故，防止系統(tǒng)震蕩，絕對避免系統(tǒng)大面積停電以及“晃電”影響；在裝置上可實現(xiàn)人為系統(tǒng)正常倒閘操作，完全消除或避免以前傳統(tǒng)倒閘方式帶來的安全隱患，保證電網(wǎng)運行安全；完全替代現(xiàn)有備用電源自投裝置或快速切換裝置，接線簡單，安裝方便；實現(xiàn)安全自動切換，達到無人值班，智能化運行；多種通訊方式與規(guī)約轉(zhuǎn)換，可迅速介入互聯(lián)網(wǎng)，實施遠程監(jiān)控。
【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1為本實用新型的原理框圖。
[0011]圖2為本實用新型中電網(wǎng)單母線分段系統(tǒng)圖
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0013]參考圖1，如圖1所示的一種基于模擬輸入電路的供電電源切換裝置，包括模擬輸入電路、互感器隔離電路、過零比較電路、32位中央處理器、開關量信號輸入電路、光電隔離電路、PLD邏輯器件電路、動作斷路器電路、打印輸出電路、液晶顯示、鍵盤輸入電路及通信管理電路；所述32位中央處理器分別連接過零比較電路、光電隔離電路、打印輸出電路、液晶顯示、鍵盤輸入電路及通信管理電路；所述模擬輸入電路輸出端連接互感器隔離電路；所述互感器隔離電路輸出端連接過零比較電路；所述開關量信號輸入電路輸出端連接光電隔離電路；所述光電隔離電路輸出端分貝連接32位中央處理器和PLD邏輯器件電路；所述PLD邏輯器件電路輸出端連接動作斷路器電路；所述動作斷路器電路輸入/輸出端連接上位機。
[0014]—、模擬量信號輸入回路敘述
[0015]模擬量主要是指來自電氣設備的電流、電壓、有功功率、無功功率、等都屬于模擬量。
[0016]模擬量輸入通道由信號變換器、多路模擬開關、采樣保持器、A/D轉(zhuǎn)換器等部分組成。
[0017]I)隔離變換器
[0018]隔離變換器的功能，是把各種非電模擬信號變換為A/D轉(zhuǎn)換器能夠接受的電信號，如電流信號、電壓信號等，還可以根據(jù)需要對這些輸出信號值的變化范圍進行規(guī)范化，以便A/D轉(zhuǎn)換器處理。
[0019]2)多路模擬開關
[0020]在本裝置中，采用十幾路模擬信號共用一只A/D轉(zhuǎn)換器，可以降低通道及系統(tǒng)的成本，提高A/D轉(zhuǎn)換器的利用率，這種情況下，必須利用多路模擬開關輪流切換各路被測控的模擬信號。
[0021]3)采樣保持器
[0022]模擬量輸入通道的核心功能，就是對輸入的模擬量進行A/D轉(zhuǎn)換。在輸入模擬量值確定的情況下，A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字量也是確定的，但當A/D轉(zhuǎn)換器接收的模擬量隨時間變化，稱為模擬輸入信號，且變化很快時，則在A/D轉(zhuǎn)換的過程中，被轉(zhuǎn)換的信號量值就是不確定的，這種不確定性，會引起一定的孔徑誤差，為了減小孔徑誤差的影響，可在A/D轉(zhuǎn)換之前，利用采樣保持電路構成采樣保持器對輸入模擬信號進行采樣、保持操作。
[0023]LF398是采樣保持器集成電路芯片。
[0024]4)A/D 轉(zhuǎn)換器
[0025]A/D轉(zhuǎn)換器是模擬量輸入通道的核心部件，也是必不可少的部件。
[0026]二、開關量信號輸入回路敘述
[0027]I)開關量的輸入電路由信號調(diào)節(jié)電路、控制邏輯電路、驅(qū)動電路、地址譯碼電路、隔離電路組成。開關量的輸入電路比較多，大致可分兩類:一類是裝在裝置面板上的各種觸點的輸入，如用于裝置調(diào)試或運行中定期檢查的鍵盤觸點；另一類是從裝置外部經(jīng)過端子排引入裝置的觸點，如斷路器和隔離開關的輔助觸點、用于運行切換的各種壓板、連接片等。
[0028]2)開關量的隔咼分為
[0029]1.光電隔離
[0030]2.繼電器隔離斷路器、隔離開關、繼電器的輔助觸點和變壓器分接頭開關位置等開關信號，輸入至微機時，可通過繼電器隔離。
[0031]3.繼電器和光電耦合器雙重隔離在線路比較長、干擾比較嚴重的場合，可以同時采用繼電器和光電耦合器雙重隔離，以曾強隔離的效果，即現(xiàn)場開關的輔助觸點先經(jīng)過繼電器隔離，繼電器的輔助觸點再經(jīng)過光電耦合器隔離，然后輸入至微機。這種雙中隔離對提高抗干擾能力和消除開關動作時的抖動具有很好的效果。
[0032]3)開關量采集的抗干擾有硬件和軟件兩種措施:
[0033]1.硬件抗干擾措施稱為去抖電路，是為了消除開關操作時產(chǎn)生的抖動。去抖電路有多種形式，最常用的是采用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)斷路，利用正反饋作用使狀態(tài)迅速翻轉(zhuǎn)達到去抖目的。
[0034]2.軟件抗干擾措施主要是適當?shù)脑黾友訒r，以都開觸點抖動的影響。開關量的采集方式，可以采用定時查詢方式，也可采用中斷方式。
[0035]4)開關變?yōu)榈淖R別開關量的狀態(tài)通常用二進制數(shù)來表示，例如用“O”表示“斷開”，用“I”代表“閉合”。而變電所得開關量數(shù)目通常很多，要確定某一開關是否產(chǎn)生變位，就需要用開關原來的狀態(tài)和現(xiàn)在的狀態(tài)進行某種邏輯運算，從而篩選出產(chǎn)生變位的開關。
[0036]三、CPU中央處理器
[0037]微型計算機的CPU (Central Processing Unit，中央處理器)是單片機的核心部件，由控制單元、算術邏輯單元和寄存器單元等部分組成，實現(xiàn)邏輯運算。根據(jù)數(shù)據(jù)總線的寬度和一次可處理的數(shù)據(jù)字節(jié)長度可分為8位CPU、16位CPU和32位CPU等。本裝置采用32位中央處理器。
[0038]CPU從存儲器或高速緩沖存儲器中取出指令，放入指令寄存器，并對指令譯碼。它把指令分解成一系列的微操作，然后發(fā)出各種控制命令，執(zhí)行微操作系列，從而完成一條指令的執(zhí)行。
[0039]實現(xiàn)本裝置的主要部件是把中央微處理器、存儲器和I/O接口電路等大規(guī)模電路芯片及必要的外圍電路組裝在一塊印刷電路板上的微型計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)其各自的切換功會K。
[0040]四、輸入電路
[0041]輸入設備是用來將程序和數(shù)據(jù)輸入到微型計算機的內(nèi)存儲器，也可以用來在微型計算機運行程序時實現(xiàn)人機對話，本裝置指鍵盤和通訊管理模塊。
[0042]I)鍵盤
[0043]鍵盤電路非編碼矩陣式鍵盤，設有16個按鍵，按照4行4列構成，在