双电源自动切换装置

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门
信接口 看门 路等， 和 狗电 如图１ 所示。
１ ）模拟开关阵列 防窃电智能电表 属于集 中式电表，单片机要对多路脉冲
ｉ 习 ｉ ｝ ＊ ｔ 一
图 ４
市
电
自 动启动信号
厂 ｜ ｜ ｜ 」
离开关 ，且接触器和断路器 的极数 （ 三
称“ 电源 １ ”和 “ 电源 ２ ，适合两路市 ＂ 电 供电方式。 ２ 两路电源正常时限定一 ）备 自投 路 工作 ，另一路备用。两路 电源相应称 “ 主电源”和 “ 备用 电源” ，适合两路市
电 供电方式 ，或一路市 电、另一路柴油 机 供电方式。
列等等。
较 （０Ａ以下） 小 ４０ ，运行噪声大，转换 ３ 两台独立断路器切换方式的 Ａ Ｓ ． Ｔ 触 点多，可靠性差 ，由于需与断路器或 此种方式 的 Ａ Ｓ由两 台独立带电动 Ｔ 熔断器配合使用而使整个系统造价较高。 操作机构的断路器 （ 三极／ 四极）作切换 通 常切换元件间仅设 电气联锁 ，且在线 元件 ，用电子控制器控制实现双 电源的 路中常需加装 隔离 电器。如果接触器有 自动切换 。电子控制器、断路 器通 过相 多 余触点则可具有远程控制功能。 应的接插座、安装底板 等安装 在一起 。 图１ Ａ Ｂ公司产品为例组成的 由于断路器具有过载、短路、过欠压和 为以 Ｂ
Ｓ ５ ２
置集开关、驱动机构和控制器于一体，
具有， ０ Ｉ “ 工一 一Ｉ ”三个开关位置， 保证
转换时过零位 ；特殊的触头设计实现开 关带负荷 的 “ 零飞弧” 自动切换 ；两道 机械和 电气联锁有效地防止误动，从而 保证切换动作 的准确、可靠 、灵活。装 置切换容量较大 ，根据不同产品可分为
电源 塑夔过 三
由于在信号采集和转换线路板上，
・ 市电一市电，备互投 自 复； ・ 市电一柴油机 ，备互投 自复。 图４ 为 Ｍ Ｃ 、图 ５ ＩＯ系列系统图例 图４ 适合 ａ ｂ ， 类型，图 ５ 适合 。 类型。
市
既有２０ ２Ｖ的高电压， 又有［ ｅ ｖ数量级的
小信号 ，这就要求 印刷线路板 的设计和
器仪表中构成智能仪器 ，从 而使仪器仪
着微控制器 （ Ｃ ）技术 的迅速 Ｍ Ｕ
表的性能得到极大改善。本 文介绍 的防
窃电智能电表就是以Ａ Ｍ Ｌ的Ａ ８Ｃ １ Ｔபைடு நூலகம் Ｔ９ ５
单片机为核心设计的，实现 ３ ２户电能的 计量和巡 回显示等多种功能，而且具有 防窃 电、防潜动、高精度、长寿命和低
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市电
合国际电工委员会 ＩＣ４ Ｅ ９７一６一１ 标准， 生产工艺要非常科学合理。另外 ，为了 Ｌ９２ 可频繁操作，开关本身固有切换时间短 保护主机板 ，Ｂ ０３Ｂ的快速脉冲经光 （ １ｓ 约 ／ ，而断路器、负荷开关本身固有 电隔离后再送往单片机。 ６ 切换时 间约 ２８一３） ． ｓ 、耐 冲击 电流大 ， 特别适合要求恢复供 电时间极短 的重要 场所 ，比如银行金融系统 Ｕ Ｓ Ｐ 。接触器 切换方式的 Ａ Ｓ装置可频繁操作 ，在切 Ｔ 换容量较小 时 （０Ａ以下）可选用 ，特 ４０ 别是它对 实现母线分段运行 的互投系统 （）单片机主控电路 ２ 单片机主控电路包括模拟开关阵列、 显示及按键 电路、数据存储器、串行通
Ｇ
应 用 长 魔
Ａ Ｌ Ｒ ＯＦ Ｐ Ｌ Ｃ Ｔ ＯＮ Ｌ Ｅ Ｙ Ａ Ｐ Ｉ Ａ Ｉ
电气洲代
双 电源 自动切换装置
口海军旅顺工程设计院 姜立军
根 ＡＴ 装置分为 Ｐ 的分类标准， Ｓ Ｃ级
据国际电工委员会 ＩＣ ４－６ Ｅ ９７ －１
一
－
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门
（ 通断负荷电流，不能通断短路电流） 能 和Ｃ Ｂ级 （ 能通断负荷 电流、短路 电流） 两 种。从 国内双电源 自动转换 电器 的发 展 现状上看，Ａ Ｓ Ｔ 装置已有 Ｐ Ｃ级的接触 器 切换方式、负荷开关切换方式 和机 电
Ｃ４ Ｎ ５
Ｃ４ Ｎ ５ Ｃ ５ ４Ｎ
一 体化式的自动转换开关切换方式；Ｃ Ｂ 级 的两台独立塑壳断路器 （ Ｃ Ｂ Ｍ Ｃ ）切换
方 式等类型 ，可以满足各种工程 的不 同 要 求。下面对它们的特点作一 比较。 １ 几个概念 ． １ 两路电源正常时可任意 ）互 自投 一 路工作 ，另一路备用。两路 电源相应
Ｌ＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿ ＿ ＿＿＿＿』
图 ３
３ 两路 电源正常时均工作 ， ）自投 母 线分段运行 ，某路 电源故 障时故障段
匕＿＿二＿＿』
电
４ 机电一体化的 自动转换开关切换 ．
方式的 Ａ Ｓ Ｔ
母 线自动切换 ，两段母线由完好的一路 电 源供电。两路电源相应称 “ 电源 １ ”和 “ 源 ２。 电 ＂ ４ 手复 故障消除后，自动／ ）自复／ 手动恢复原工作电源的方式。
极／ 四极）应与系统接地形式一致 （Ｎ Ｔ－
ＣＴ －Ｓ ／Ｎ ） 。
电 一
源 －
电 一
下 一 一 下 一二 门
电 常见产品有 Ｓ３ 系列， Ｓ１ ２ 器。 Ｑ０ ＨＱ ，
源 －
系列， Ｑ０ Ｔ ３ 系列和Ｂ Ｑ系列。 图３ Ｔ ０ ３ 系列双电源的自 为 Ｑ 动切换
装置组成的备 自投配电系统。
的集 中计量。因此，我们选用 Ｂ ０３Ｂ Ｌ９２ 作为信号采集和转换电路的核心，它是 一 种 电 子 电 度 表 专 用 芯 片。基 于
Ｂ ０３Ｂ Ｌ９２ 内部有缓冲放大器、模拟 乘法器、ＶＦ转换器、计数电路和驱动 ／
电路 ，可 以精确测量正、负两个方向的 有功功率 ，并 以同一方 向计算 电能。其 输出方式有两种 ：快速脉冲输 出和慢速
互自 投系统举例，图 ２ 为以 Ａ Ｂ公司产 Ｂ 品为例组成的自投系统举例。其中电源
复归方式可为手动和 自动。图中未示 隔
缺相等保护功能，因此可兼保护与切换 功能于一体。系统整体价格较低廉，但不 能频繁操作。两台断路器间设有机械和电 气联锁防止误动，塑壳断路器机械联锁机 构为固定在左右相邻两台断路器操作手柄 上的相互联动的曲轴连杆机构。由于两台 断路器转换位置无 “”位，所 以为操作 ０ 方便及检修安全需要在其电源端加装隔离
７Ｌ １ 静态驱动，这样可以占用最少的 ４Ｓ６ ４
（ 收稿 ２０ １ ０ ） 单片机资源。另外 ，在信 号输人端 还设 ０ １ ８ ０
６ ５ 万方数据
此种 Ａ Ｓ 装置断路器有三极或四极 ， Ｔ
有三种控制类型 ：
５ ５
万方数据
电啊匆代
Ｇ
应 用 长 肺
Ａ Ｌ Ｒ ＯＦ Ｐ Ｌ Ｃ Ｔ ＯＮ Ｌ Ｅ Ｙ Ａ Ｐ Ｉ Ａ Ｉ
防窃 电智 能 电表
口丁启胜 王晓燕 李庆国 王春凤
随 发展 ，它 已被越来越多地用于仪
功耗等特点，是新建住宅区和城网改造
的首选 电能表 。
图 １ 电路结构框图
的要求也很高，而且难 以实现多个用户
的电能计量。
硬件设计
（）信号采集和转换电路 １ 电能的计量 比较复杂 ，传统 的方法 是分别采样 电流、电压信号 ，经 ＡＤ转 ／ 换后再进行乘法运算。这种方法不仅对 模拟电路的设计要求很高，对软件编程 ・ 市电一市电，互 自投 自复 ；
２ 接触器切换方式的 Ａ Ｓ ． Ｔ 此种切换方式 的 Ａ Ｓ装置利用接触 Ｔ 器 作切换元件 ，可接通、分断负荷工作 电 流，能频繁操作。但须与断路器或熔 断 器配合来分断短路 电流 ，且切换容量
源
此种机电一体化转换方式 的 Ａ Ｓ Ｔ装
－一ｕ 一 ２ Ｆ５Ｆ ｝ Ｓ 习 ｓ ５ ２ 一
式的Ａ Ｓ Ｔ 装置可兼短路、断相等保护功
式智能 电表 ，需 要 显示 的内容 非常多。
＿＿ ＿＿」
负载
图 ５
能 ，但不宜频繁操作 ，系统切换时 间可 主要有表号、户号、电量、状态指示和 现场 由其控制器 加人延 时时 间来调节 ， 各种出错信息等。为此，我们设计 了十 Ｅ ０ 适合根据故障的性质 （ 可迅速恢复／ 不可 位七段 Ｌ Ｄ显示屏 ，由 １ 片串并转换器 迅速恢复）来判断是否需进行切换 的场 所。
－ － 双
较方便。目前 ，切换容量在 １０ ０Ａ以下时 信号进行实时检测 ，因此 ，采用 四片八 Ｄ ０１ 一８ 还可选控制保护电器 （Ｐ ）中的双电源 选一模拟开关 Ｃ ４５ 和一片 ３ 译码 ＣＳ 自动转换开关 Ｋ Ｏ Ｂ Ｓ系列 ，它是集成化、 器７Ｌ１ 共同组成模拟开关阵列， ４Ｓ３ ８ 实 模块化 的组合 电器 ，是低玉＂ 关 电器 的 现了 犯 路脉冲信号的循环检测。 ３ ｆ 发展方 向。两 台独立塑壳断路器切换方 ２ ）显示及按键电路 作为一种集中
Ｂ０３Ｂ Ｌ９２ 设计的信号采集和转换线路板
具有外 围电路简单 、精度高和稳定性好 等特点 ，特别适用于单相两线 电力用户
输出；前者用于计算机数据处理，后者
用于驱动脉冲电动机工作。
以上各种切换方式 的 Ａ Ｓ Ｔ 装置各有 优缺点 ，可根据不 同的工程选用。机 电 一体化式的 自动转换开关 的 Ａ Ｓ装置符 Ｔ
Ｓ５ ２ ／ Ｉ
４ 一１０ ， ０ １０ ０ ６Ａ １ ２ 图 ２ ５ 一３５Ａ规格不等，且
具有远程控制 １ ／ ０接 口，可全面替代上 述由两台断路器或两台接触器拼装 的电 磁拖 动 机 械 联 锁 装置。其 主要 产 品有 Ｘ Ｓ 系列 、Ｍ Ｃ Ｌ９ ＩＯ系列 及 ＳＲ Ｏ Ｅ ＩＣ Ｖ Ｒ系