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高壓雙電源智能把持體系的研討

時(shí)間：2013-04-14 來源：武漢網(wǎng)whw.cc 作者：whw.cc 我要糾錯(cuò)

跟著電力事業(yè)的發(fā)展，電力質(zhì)量日益受到人們的器重。供電的持續(xù)性是電力的一個(gè)主要方面，對(duì)某些用電部分，如病院、機(jī)場、大型出產(chǎn)線等尤為主要。本文開發(fā)研制的控制系統(tǒng)可用一套驅(qū)念頭構(gòu)驅(qū)動(dòng)主、備兩路電源，兩側(cè)都實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控。且當(dāng)故障產(chǎn)生時(shí)，能安全、可靠地實(shí)現(xiàn)電源轉(zhuǎn)換，并且具備通信功能，可在無人職守情形下實(shí)現(xiàn)雙電源自動(dòng)切換，切換時(shí)間準(zhǔn)確到0.3s，并有自投自復(fù)、自投不自復(fù)、手動(dòng)等多種工作方式，可普遍用于冶金、消防、化工、煤礦、高層修建和住宅小區(qū)等場合。保證供電連續(xù)性的措施是給供電對(duì)象提供主、備兩路獨(dú)的電源，對(duì)兩路電源都進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)一側(cè)電源產(chǎn)生故障時(shí)，能依據(jù)設(shè)定的切換程序正確實(shí)現(xiàn)向另一側(cè)電源的切換，以最大限度地保證供電的持續(xù)性。當(dāng)初的新式高壓雙電源切換安裝有兩個(gè)高壓隔離開關(guān)．有顯明的隔離斷口．較好地保證了檢驗(yàn)的，但需兩套驅(qū)念頭構(gòu)聯(lián)動(dòng)，故產(chǎn)品的工作可靠性受到極大的制約。

1 主體結(jié)構(gòu)

高壓雙電源自動(dòng)切換系統(tǒng)是由裝置本體和控制器兩大局部組成。安裝本體見圖l，由兩臺(tái)帶有電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器及附件（幫助報(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。

2 雙電源轉(zhuǎn)換控制器

3 遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊

遠(yuǎn)程監(jiān)控包含裝備狀態(tài)及電力參數(shù)采集、GPRS通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控核心3大部門。電力設(shè)備在出產(chǎn)現(xiàn)場安裝，通過現(xiàn)場的控制系統(tǒng)采集設(shè)備狀況及電力參數(shù)；GPRS通信網(wǎng)絡(luò)是監(jiān)控核心與現(xiàn)場設(shè)備問數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄海ㄟ^GPRS網(wǎng)絡(luò)使現(xiàn)場設(shè)備的相干參數(shù)可以定時(shí)傳遞到監(jiān)控中央盤算機(jī)：監(jiān)控中央一方面通過 GPRS網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場監(jiān)測器進(jìn)行雙向通信，另一方面為用戶提供一個(gè)可視化界面，讓用戶足不出戶即可懂得遠(yuǎn)方裝備絕對(duì)實(shí)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)。遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊結(jié)構(gòu)見圖4。

2.1 組成

高壓電源; 掌握器由 ARM及輸入輸出、顯示、電源和485通訊等模塊組成，見圖2。CPU采用S3C44BOX作為微處置器．ARM在基礎(chǔ)RISC構(gòu)造上加強(qiáng)的特征使ARM 處置器在高機(jī)能、低代碼范圍、低功耗跟小的硅片尺寸方面獲得良好的均衡。輸入/輸出采取串行接口芯片74LS164/165,液晶模塊采取 LCM122×32，RS232/RS485接口局部采用Maxim系列芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，節(jié)制器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘用DS1302實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)lash Memory選用SSTT的39VF020存儲(chǔ)器，選用ISSI的62LV1024SRAM芯片作為外擴(kuò)數(shù)據(jù)交流區(qū)，兩路三相電壓電流的采樣采用隔離變壓器85ba218cb53d4abc68eaff2d80d1，采樣精度為1%。把持器電源電壓為220V（50Hz/60Hz）或12V/24V直流電源。

2.2 功效

大功率開關(guān)電源; 雙電源轉(zhuǎn)換控制器監(jiān)測主、備兩路電源，重要實(shí)現(xiàn)以下功效：

（1）丈量與顯示：可能丈量兩路三相相電壓、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(hào)與設(shè)定的所要求的電壓相比擬，會(huì)偏大或者偏小。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(huì)低，且會(huì)呈現(xiàn)過零景象。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）斷定與控制：控制器對(duì)兩路電的供電品質(zhì)進(jìn)行延時(shí)判定后，存在0min～1.5min可調(diào)的自動(dòng)切換時(shí)光來控制轉(zhuǎn)換開關(guān)心換。轉(zhuǎn)換開關(guān)可以是兩個(gè)機(jī)械聯(lián)鎖的接觸器。

可控硅電源; （3）編程與設(shè)置：容許用戶對(duì)工作狀況“主動(dòng)／手動(dòng)”、“一路優(yōu)先供電、二路優(yōu)先供電跟無優(yōu)先供電”通訊參數(shù)、轉(zhuǎn)換須要的各種延時(shí)等參數(shù)進(jìn)行更改設(shè)定

（4）直流電源：把持器的供電電源能夠外接直流供電（12V～24V）也能夠不接；不接時(shí)，當(dāng)兩路A相電壓都不時(shí)．體系報(bào)警。

（5）參數(shù)整定：節(jié)制器的所有參數(shù)均采用數(shù)字化調(diào)劑，每個(gè)參數(shù)均可以獨(dú)自調(diào)劑，因而不會(huì)對(duì)其它參數(shù)造成影響，進(jìn)步了整機(jī)的牢靠性和穩(wěn)固性。在兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換的進(jìn)程中．為了使供電電路穩(wěn)固。保障切換進(jìn)程的正確性和保險(xiǎn)性，防止因?yàn)槎虝r(shí)電壓變更導(dǎo)致的誤動(dòng)作須要人為延時(shí)，延時(shí)時(shí)光由用戶通過火檔開關(guān)進(jìn)行抉擇，由開關(guān)量輸入體系。

（6）雙電源供電雙分狀態(tài)：系統(tǒng)負(fù)載于雙分狀態(tài)時(shí)．不管兩組電源是否畸形以及系統(tǒng)處于“手動(dòng)”和“自動(dòng)”的預(yù)置狀態(tài)，系統(tǒng)都依然堅(jiān)持雙分狀態(tài)

（7）產(chǎn)品掩護(hù)功能：擁有過負(fù)荷和短路保護(hù)．?dāng)嘞嗪蛿嗦繁Ｗo(hù)．失壓和欠壓維護(hù)。

（8）高機(jī)能ARM程序掌握：采用模塊化構(gòu)造設(shè)計(jì)．存在極強(qiáng)的抗電磁煩擾才能．合適在強(qiáng)電磁煩擾的龐雜環(huán)境中應(yīng)用．無噪聲運(yùn)行。采用嵌入式裝置方法，結(jié)構(gòu)緊湊．節(jié)能降耗。合乎國度綠色產(chǎn)品尺度。同時(shí)具備RS232、RS485串行通信接口，借助于PC或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上運(yùn)行的軟件，能供給一個(gè)簡略適用的對(duì)產(chǎn)業(yè)和民用建造物的雙電源切換治理計(jì)劃。

2.3 軟件系統(tǒng)

在高壓環(huán)境中，不可避免地會(huì)碰到電源穩(wěn)定、電磁波輻射等干擾。當(dāng)碰到強(qiáng)干擾時(shí)，運(yùn)行的程序會(huì)發(fā)生異樣、犯錯(cuò)、跑飛，甚至逝世輪回，造成了系統(tǒng)的瓦解。因而，除了在電路上增添抗干擾的辦法外，單片機(jī)型號(hào)的選取和一些軟件辦法也是必要的。在軟件中設(shè)置了看門狗程序，以監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行。

控制器的軟件功能以檢測和控制為主，采用C語言編寫。外部硬件電路已經(jīng)完成了電壓故障的斷定，程序只要讀取相應(yīng)的故障狀態(tài)位輸入．經(jīng)位斷定后轉(zhuǎn)入相應(yīng)故障處理程序即可。其切換過程的控制是雙電源轉(zhuǎn)換控制器的中心功能之一，雙電源轉(zhuǎn)換控制器的軟件流程見圖3。

2.4 抗干擾措施

干擾會(huì)影響控制器的穩(wěn)定運(yùn)行，所以在電路設(shè)計(jì)方面采用了多種抗干擾措施：

（1）通過隔離器件傳輸信息，在上將單片機(jī)與各種傳感器、開關(guān)等隔分開來，可以較好地避免串模干擾。

（2）公道安排地線，將系統(tǒng)中的數(shù)字地與模仿地離開，最后在一點(diǎn)相連．避免了數(shù)字信號(hào)對(duì)模仿信號(hào)的干擾。

（3）電源進(jìn)線端加去耦電容，在減弱各類高頻干擾。
4 實(shí)驗(yàn)測試

依據(jù)國度技巧標(biāo)準(zhǔn)．本研討對(duì)研制勝利的樣品進(jìn)行了性能指標(biāo)測試，測試成果表明，控制器能在不同的設(shè)定故障情形進(jìn)行辨認(rèn)，并依照用戶的請(qǐng)求精確動(dòng)作，所測成果完整滿意設(shè)計(jì)請(qǐng)求與實(shí)際應(yīng)用需要。

5 總結(jié)

本文研制的雙電源轉(zhuǎn)換控制器可能對(duì)雙路電源的過壓、欠壓和缺相等故障進(jìn)行檢測，不僅能實(shí)現(xiàn)自投自復(fù)、只常、只備、自投不自復(fù)、自動(dòng)脫扣檢測、斷電再扣等工作模式，且能精確地實(shí)現(xiàn)兩路電源間的牢靠切換。其重要有以下多少點(diǎn)：①設(shè)有3工位自動(dòng)隔分開頭，有3個(gè)投切地位；②為了防選源向全離閘必需先解保險(xiǎn)鎖；③操作機(jī)構(gòu)除主動(dòng)切換系統(tǒng)外還保存了手動(dòng)切換方法，供給了備用的操作方式。

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