高壓雙電源智能控制系統(tǒng)的研制

0 引 言

隨著電力事業(yè)的發(fā)展，電力質(zhì)量日益受到人們的重視。供電的連續(xù)性是電力質(zhì)量的一個重要方面，對于某些用電部門，如醫(yī)院、機(jī)場、大型生產(chǎn)線等尤為重要。保證供電連續(xù)性的辦法是給供電對象提供主、備兩路獨立的電源，對兩路電源都進(jìn)行實時監(jiān)控。當(dāng)一側(cè)電源發(fā)生故障時，能根據(jù)設(shè)定的切換程序準(zhǔn)確完成向另一側(cè)電源的切換，以最大限度地保證供電的連續(xù)性。現(xiàn)在的新式高壓雙電源切換裝置有兩個高壓隔離開關(guān)，有明顯的隔離斷口．較好地保證了檢修的安全，但需兩套驅(qū)動機(jī)構(gòu)聯(lián)動，故產(chǎn)品的工作可靠性受到極大的制約。本文開發(fā)研制的控制系統(tǒng)可用一套驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動主、備兩路電源，兩側(cè)都實現(xiàn)了實時監(jiān)控。且當(dāng)故障發(fā)生時，能安全、可靠地實現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換，并且具備通信功能，可在無人職守情況下實現(xiàn)雙電源自動切換，切換時間精確到0.3s，并有自投自復(fù)、自投不自復(fù)、手動等多種工作方式，可廣泛用于冶金、消防、化工、煤礦、高層建筑和住宅小區(qū)等場所。

1 主體結(jié)構(gòu)

高壓雙電源自動切換系統(tǒng)是由裝置本體和控制器兩大部分組成。裝置本體見圖1，由兩臺帶有電動操動機(jī)構(gòu)的斷路器及附件（輔助報警觸頭等）、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。

圖1 裝置本體

2 雙電源轉(zhuǎn)換控制器

2.1 組成

控制器由ARM及輸入輸出、顯示、電源和485通信等模塊組成，見圖2。CPU采用S3C44BOX作為微處理器，ARM在基本RISC結(jié)構(gòu)上增強(qiáng)的特性使ARM處理器在高性能、低代碼規(guī)模、低功耗和小的硅片尺寸方面取得良好的平衡。輸入/輸出采用串行接口芯片74LS164/165，液晶模塊采用LCM122×32，RS232/RS485接口部分采用Maxim系列芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，控制器的實時時鐘用DS1302實現(xiàn)，F(xiàn)lash Memory選用SSTT的39VF020存儲器，選用ISSI的62LV1024SRAM芯片作為外擴(kuò)數(shù)據(jù)交換區(qū)，兩路三相電壓電流的采樣采用隔離變壓器完成，采樣精度為1%。控制器電源電壓為220V（50Hz/60Hz）或12V/24V直流電源。

圖2 控制器的結(jié)構(gòu)

2.2 功能

雙電源轉(zhuǎn)換控制器監(jiān)測主、備兩路電源，主要實現(xiàn)以下功能：

（1）測量與顯示：能夠測量兩路三相相電壓、電流、頻率、功率因數(shù)，檢測轉(zhuǎn)換開關(guān)的狀態(tài)是合閘、分閘或者脫扣等。若兩電源存在過壓、欠壓，則采樣整流得到的直流電壓信號與設(shè)定的所要求的電壓相比較，會偏大或者偏??；若存在缺相情況，則經(jīng)整流后得到的直流電壓較三相電整流后得到的直流電壓會低，且會出現(xiàn)過零現(xiàn)象，將系統(tǒng)的狀態(tài)在面板上用LCD和發(fā)光二極管顯示出來。

（2）判斷與控制：控制器對兩路電的供電質(zhì)量進(jìn)行延時判斷后，具有0min～1.5min可調(diào)的自動切換時間來控制轉(zhuǎn)換開關(guān)切換。轉(zhuǎn)換開關(guān)可以是兩個機(jī)械聯(lián)鎖的接觸器。