專利名稱：具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及供電配電技術(shù)，特別是指一種直流電源和交流電源雙輸入，通過(guò)互鎖切換裝置輸出的供電配電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)早在20世紀(jì)90年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)電源更新?lián)Q代。進(jìn)入90年代以來(lái)開(kāi)關(guān)電源已廣泛應(yīng)用在各種電子、電器設(shè)備、程控交換機(jī)、通訊、電力檢測(cè)設(shè)備電源和控制設(shè)備電源之中?，F(xiàn)在大多數(shù)設(shè)備內(nèi)部都有一個(gè)開(kāi)關(guān)電源，當(dāng)輸入為交流電時(shí)，整流橋?qū)ǚ较蚴墙惶孀兓模?jīng)整流后變換成一個(gè)波動(dòng)的高壓直流電，然后再經(jīng)過(guò)DC/DC電路變化降壓成CPU、LED和各類電子元器件能正常工作的低壓直流電。當(dāng)輸入為高壓直流電時(shí)，整流橋是單邊導(dǎo)通的，而且導(dǎo)通方向不變，此時(shí)在整流橋后端得到一個(gè)穩(wěn)定的高壓直流電，在經(jīng)過(guò)DC/DC電路變化降壓成CPU、LED和各類電子元器件能正常工作的低壓直流電。因此只要給開(kāi)關(guān)電源輸入一個(gè)合適的直流電壓，開(kāi)關(guān)電源完全能夠正常工作。近年來(lái)，隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型精密用電設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)于電源的安全及可靠性提出了更高的要求。隨著電源和供電技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了新型的直流供電系統(tǒng)，新型直流供電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的UPS相比較，在安全可靠，節(jié)能，可維護(hù)性和建設(shè)成本等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，并且已經(jīng)在數(shù)據(jù)中心中推廣使用直流供電系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)的UPS供電。但是隨著新型直流供電系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，用電設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，遇到了一些新的問(wèn)題， 開(kāi)關(guān)電源設(shè)備支持直流供電，但是非開(kāi)關(guān)電源設(shè)備就無(wú)法使用了直流供電。所以，即使直流供電系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢(shì)，這也大大限制了直流供電系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)所，力口大了它的推廣應(yīng)用難度。同時(shí)直流供電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)停電故障，并且蓄電池組電力耗盡的情況下，供電系統(tǒng)將處于“停電”狀態(tài)。如果有備用電源的話，可以啟用備用電源恢復(fù)電力供應(yīng)。但是在已經(jīng)公知的供電配電系統(tǒng)中，只有單一電源的供電配電系統(tǒng)。在交流配電系統(tǒng)，交流斷路器和交流微斷路器被安裝在供電配電系統(tǒng)中，以便實(shí)現(xiàn)交流電的分配，供電線路的通斷，限流保護(hù)和短路保護(hù)；在直流供電配電系統(tǒng)，熔斷器、直流斷路器和直流微斷路器被安裝在供電配電系統(tǒng)中，以便實(shí)現(xiàn)直流電的分配，供電線路的通斷，限流保護(hù)和短路保護(hù)。當(dāng)前，由于直流供電技術(shù)剛剛興起，在實(shí)際應(yīng)用中直流供電系統(tǒng)，整流模塊容易出現(xiàn)故障，甚至“死機(jī)”。雖然直流系統(tǒng)中備有蓄電池組，但是當(dāng)蓄電池耗盡時(shí)，沒(méi)有其他備用電源，用電設(shè)備就無(wú)法繼續(xù)工作了。即使有其他備用電源，如果沒(méi)有一種與直流供電系統(tǒng)快速切換的供電技術(shù)，也無(wú)法快速恢復(fù)電力供應(yīng)。鑒于上述的原因，我們需要發(fā)展一種新型的供電配電技術(shù)，適用于兩種電源間相互切換選擇輸出，對(duì)于開(kāi)關(guān)電源設(shè)備可以選擇輸出直流電或交流電，對(duì)于非開(kāi)關(guān)電源設(shè)備只能選擇輸出交流電。同時(shí)交流電或直流電停電時(shí)需要切換到另一電源，達(dá)到交流電和直流電互為備份的作用。最后還要確保用電安全，交直流切換裝置必須簡(jiǎn)單安全可靠。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的就是提供具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:包括輸入單元、輸出單元,絕緣檢測(cè)單元、電流測(cè)量單元、人機(jī)界面。輸入單兀,將輸入的交流電與輸出單兀的交流輸入端連接，將輸入的直流電與輸出單元的直流輸入端連接。輸入單元包括用于通斷交流輸入的交流斷路器和通斷直流輸入的直流斷路器。輸出單元，其輸入端分別與輸入單元的交流斷路器Ql和直流斷路器連接在一起。輸出單元包括通斷輸出帶機(jī)械互鎖裝置的微型斷路器。所述該型帶機(jī)械互鎖裝置的微型斷路器是由2個(gè)2P的斷路器組成的，內(nèi)部有一個(gè)互鎖的機(jī)械裝置。絕緣檢測(cè)單元內(nèi)設(shè)有檢測(cè)端與輸出單元微型斷路器輸出端中的漏電流傳感器相連的絕緣檢測(cè)電路。所述輸出單元微型斷路器輸出端的兩極穿過(guò)漏電流傳感器。絕緣檢測(cè)單元還包括一個(gè)處理器，所述漏電流傳感器包括根據(jù)微型斷路器輸出端磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流 的軟磁鐵芯及檢測(cè)相應(yīng)感應(yīng)電流并輸出給絕緣檢測(cè)單元的檢測(cè)電路，處理器輸入端分別與漏電流傳感器的輸出端相連。電流測(cè)量單元內(nèi)設(shè)有檢測(cè)端與輸出單元微型斷路器輸出端中的霍爾傳感器相連的電流檢測(cè)電路。電流測(cè)量單元還包括一個(gè)處理器，所述霍爾傳感器包括根據(jù)微型斷路器輸出端電流變化產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)的磁芯和感應(yīng)通過(guò)磁芯聚集的磁場(chǎng)并輸出電壓信號(hào)的霍爾器件，及將該電壓信號(hào)放大的放大電路，處理器輸入端分別與霍爾傳感器的輸出端相連。所述輸出單元微型斷路器輸出端中的一極穿過(guò)霍爾傳感器。人機(jī)界面，分別與絕緣檢測(cè)單元、電流測(cè)量單元通訊連接，監(jiān)控以上單元工作狀態(tài)。人機(jī)界面包括液晶顯示單元和核心模塊處理單元。核心模塊處理單元還包括一個(gè)處理器，處理器輸入端分別與絕緣監(jiān)測(cè)單元、電流檢測(cè)單元的輸出端相連接，將收集到的信息傳送到液晶顯示單元。本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提供一種直流電源和交流電源雙輸入互鎖切換單輸出的供電配電系統(tǒng)，當(dāng)直流電或交流電任一電源出現(xiàn)故障的時(shí)候，還能通過(guò)互鎖切換裝置快速切換至另一電源，快速恢復(fù)電力供應(yīng)；通過(guò)漏電傳感器和霍爾電流傳感器可以檢測(cè)到相應(yīng)的接地異常信號(hào)和線路過(guò)流告警信號(hào)，提高了用電安全性。

圖1為本實(shí)用新型供電配電系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖2為本實(shí)用新型供電配電系統(tǒng)增加了電流檢測(cè)單元的原理圖；[0028]圖3為本實(shí)用新型供電配電系統(tǒng)中所用帶機(jī)械互鎖裝置的微型斷路器原理圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供一種具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，主要包括:包括輸入單元、輸出單元,絕緣檢測(cè)單元、電流測(cè)量單元、人機(jī)界面。輸入單兀,將輸入的交流電與輸出單兀的交流輸入端連接，將輸入的直流電與輸出單元的直流輸入端連接。輸入單元包括用于通斷交流輸入的交流斷路器Ql和通斷直流輸入的直流斷路器Q2。輸出單元，其輸入端分別與輸入單元的交流斷路器Ql和直流斷路器Q2連接在一起。輸出單元包括通斷輸出帶機(jī)械互鎖裝置的微型斷路器QC。絕緣檢測(cè)單元內(nèi)設(shè)有檢測(cè)測(cè)端與輸出單元微型斷路器QC輸出端中的漏電流傳感器SL相連的絕緣檢測(cè)電路。所述漏電流傳感器 SL，在輸出單元微型斷路器QC輸出端任何一極發(fā)生接地故障時(shí)，可以測(cè)量該極的毫安級(jí)別的電流信號(hào)。絕緣檢測(cè)單元還包括一個(gè)處理器，還包括一個(gè)處理器，所述漏電流傳感器包SL括根據(jù)微型斷路器QC輸出端磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的軟磁鐵芯及檢測(cè)相應(yīng)感應(yīng)電流并輸出給絕緣檢測(cè)單元的檢測(cè)電路，處理器輸入端分別與漏電流傳感器SL的輸出端相連。在輸出單元微型斷路器QC輸出端任何一極發(fā)生接地故障時(shí)，及時(shí)采集漏電流傳感器SL測(cè)量到的微電流信號(hào)，計(jì)算出相應(yīng)的絕緣信息并將該絕緣信息傳送到人機(jī)界面?，F(xiàn)在的供電配電系統(tǒng)是一個(gè)十分龐大的多分支供電網(wǎng)絡(luò)。在一般情況下，一點(diǎn)接地并不影響用電系統(tǒng)的運(yùn)行，但如果不能迅速找到接地故障點(diǎn)并予以修復(fù)，又發(fā)生另一點(diǎn)接地故障，就可能引起重大故障的發(fā)生。漏電流傳感器SL環(huán)繞安裝在輸出單元微型斷路器QC輸出端的兩極輸出線上，當(dāng)裝置運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)檢測(cè)各支路傳感器輸出的信號(hào)，當(dāng)支路絕緣情況正常時(shí)，流過(guò)傳感器的電流大小相等，方向相反，其輸出信號(hào)為零；當(dāng)支路有接地時(shí)，流進(jìn)漏電流傳感器線圈的電流不等于流出漏電流傳感器線圈的電流，漏電流傳感器的等效電流不為零。因此通過(guò)檢測(cè)各支路漏電流傳感器的微電流大小值和方向，就可以判斷供電配電系統(tǒng)中哪一極接地，快速查找和定位接地支路序號(hào)，并計(jì)算出相應(yīng)的接地電阻值。人機(jī)界面，分別與絕緣檢測(cè)單元、電流檢測(cè)單元通訊連接，監(jiān)控以上單元工作狀態(tài)。人機(jī)界面包括液晶顯示單元和核心模塊處理單元。核心模塊處理單元還包括一個(gè)處理器，處理器輸入端分別與絕緣監(jiān)測(cè)單元、電流檢測(cè)單元的輸出端相連接，將收集到的信息傳送到液晶顯示單元。參照?qǐng)D2，電流檢測(cè)單元內(nèi)設(shè)有監(jiān)測(cè)端與輸出單元微型斷路器QC輸出端中的霍爾傳感器H相連的電流檢測(cè)電路。[0044]所述霍爾傳感器H，可以測(cè)量輸出單元微型斷路器QC輸出端實(shí)際流過(guò)的電流值。電流檢測(cè)單元還包括一個(gè)處理器，所述霍爾傳感器H包括根據(jù)微型斷路器QC輸出端電流變化產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)的磁芯和感應(yīng)通過(guò)磁芯聚集的磁場(chǎng)并輸出電壓信號(hào)的霍爾器件，及將該電壓信號(hào)放大的放大電路，處理器輸入端分別與霍爾傳感器H的輸出端相連?？梢詸z測(cè)輸出單元微型斷路器QC輸出端的電流大小，并及時(shí)將收集到的電流信息傳送到人機(jī)界面。霍爾傳感器H環(huán)繞安裝在輸出單元微型斷路器QC輸出端的一極輸出導(dǎo)線上，當(dāng)導(dǎo)線中有電流流過(guò)，即當(dāng)電流通過(guò)霍爾傳感器H磁芯線圈時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，其大小與導(dǎo)線中的電流成正比，霍爾傳感器H將產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，以此計(jì)算出經(jīng)過(guò)導(dǎo)線中電流的大小。參照?qǐng)D3，本實(shí)用新型配電系統(tǒng)中所述該型帶機(jī)械互鎖裝置的微型斷路器QC是由2個(gè)2P的斷路器組成的，內(nèi)部有一個(gè)互鎖的機(jī)械裝置。只能有一個(gè)斷路器處于合閘狀態(tài)，另一個(gè)斷路器是無(wú)法合閘的，只有當(dāng)其中一個(gè)斷路器跳閘后，另一個(gè)斷路器才能合閘。該微型斷路器同時(shí)起到限 流保護(hù)和短路保護(hù)的作用。該類型的斷路器，把兩路對(duì)應(yīng)極性的輸出端并聯(lián)在一起，就可以滿足交直流切換的簡(jiǎn)單、可靠和迅速的要求。用電設(shè)備可以在直流供電系統(tǒng)提供的直流電和交流電之間隨時(shí)切換，以達(dá)到互為相備份的目的。
權(quán)利要求1.具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于包括: 1)輸入單兀，將輸入的交流電與輸出單兀的交流輸入端連接，將輸入的直流電與輸出單元的直流輸入端連接； 2)輸出單元，其輸入端分別與輸入單元的交流斷路器和直流斷路器連接在一起； 3)絕緣檢測(cè)單元內(nèi)設(shè)有監(jiān)測(cè)端與輸出單元的微型斷路器輸出端中的漏電流傳感器相連的絕緣檢測(cè)電路； 4)電流測(cè)量單元內(nèi)設(shè)有檢測(cè)端與輸出單元微型斷路器輸出端中的霍爾傳感器H相連的電流檢測(cè)電路； 5)人機(jī)界面，分別與絕緣檢測(cè)單元、電流測(cè)量單元通訊連接，監(jiān)控以上單元工作狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:所述輸入單元包括用于通斷交流輸入的交流斷路器和通斷直流輸入的直流斷路器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:所述輸出單元包括通斷輸出帶機(jī)械互鎖裝置的微型斷路器，所述該帶機(jī)械互鎖裝置的微型斷路器是由2個(gè)2P的斷路器組成的，內(nèi)部設(shè)有一個(gè)互鎖的機(jī)械裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:所述絕緣檢測(cè)單元內(nèi)設(shè)有檢測(cè)端與輸出單元微型斷路器輸出端中的漏電流傳感器相連的絕緣檢測(cè)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:所述輸出單元微型斷路器輸出端的兩極穿過(guò)漏電流傳感器穿過(guò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:絕緣檢測(cè)單元還包括一個(gè)處理器，所述漏電流傳感器包括根據(jù)微型斷路器輸出端磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流的軟磁鐵芯及檢測(cè)相應(yīng)感應(yīng)電流并輸出給絕緣檢測(cè)單元的檢測(cè)電路，處理器輸入端分別與漏電流傳感器的輸出端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:所述電流測(cè)量單元還包括一個(gè)處理器，所述霍爾傳感器包括根據(jù)微型斷路器輸出端電流變化產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)的磁芯和感應(yīng)通過(guò)磁芯聚集的磁場(chǎng)并輸出電壓信號(hào)的霍爾器件，及將該電壓信號(hào)放大的放大電路，處理器輸入端分別與霍爾傳感器的輸出端相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:所述輸出單元微型斷路器輸出端中的一極穿過(guò)霍爾傳感器H。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:所述人機(jī)界面包括液晶顯示單元和核心模塊處理單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，其特征在于:所述核心模塊處理單元還包括一個(gè)處理器，處理器輸入端分別與絕緣檢測(cè)單元、電流測(cè)量單元的輸出端相連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種具有互鎖切換功能的交直流雙輸入單輸出配電系統(tǒng)，包括輸入單元、輸出單元，絕緣監(jiān)測(cè)單元、電流檢測(cè)單元、人機(jī)界面。輸入單元，將輸入的交流電與輸出單元的交流輸入端連接，將輸入的直流電與輸出單元的直流輸入端連接。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型提供一種高壓直流和交流雙輸入切換配電輸出供電系統(tǒng)，當(dāng)高壓直流或交流任何一路出現(xiàn)故障的時(shí)候，還能提供電源給各用電設(shè)備，使各用電設(shè)備能正常工作；通過(guò)漏電傳感器和漏電流傳感器檢測(cè)到相應(yīng)信號(hào)異常時(shí)，對(duì)輸出進(jìn)行切換，且切換方便準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)H02J9/06GK203104092SQ20132000713
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月6日
發(fā)明者沈亞斌 申請(qǐng)人:浙江中碳科技有限公司