CN107994680B - 智能高压双电源自动切换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能高压双电源自动切换装置，包括连接有市电的第一进线开关柜、第二进线开关柜和连接用电设备的主控柜，当第一进线开关柜通高压电，第二进线开关柜断开时，第一进线开关柜包括第一主开关，第一主开关包括第一动触头、第一静触座以及带动第一动触头分合闸的第一储能轴，第二进线开关柜包括第二主开关，第二主开关包括第二动触头、第二静触座以及带动第二动触头分合闸的第二储能轴，主控柜包括真空断路器，真空断路器包括真空动触头、静触座以及带动真空动触头分合闸的主控储能轴，还包括控制第一主开关、第二主开关和真空主控器分合闸的控制电路，通过上述***提高了双电源开关柜的分合闸使用安全性能并减少了切换时间。
Description
技术领域
本发明涉及配电柜领域，尤其涉及一种智能高压双电源自动切换装置。
背景技术
随着我国工业经济的发展、电子自动化技术的普及与发展，促进了社会经济的发展，同样也促进了电力事业的发展和进步，为此，为适应电力发展与广大用电户的需求，少停电或不停电的提高供电可靠性的意念随着时代的进步、社会经济的发展和工业自动化技术的应用等等，显得越来越强烈。因此，前几年前，在国家电网公司的倡导下，已有无数家输变电设备制造企业相继开发出了各种类型结构的高压双电源自动切换装置产品，但基本结构除采用的切换主开关电器的型式不同外，通常均采用两台进线开关柜和一台主控柜的组合或直接由两台进线开关柜和控制器组成的结构现象，在正常情况下由一台进线开关柜作为主供电源，另一台进线开关柜处于分闸状态。当控制器检测到处于供电的电源失压或欠压且备用电源正常有电的信号时，自动的将处于供电状态的进线开关柜上的主开关电器分闸，然后将处于备用电源状态的进线开关柜上的主开关电器合闸。但是，这类高压双电源自动切换装置产品，其主开关电器在承担自动切换动作功能后，无法满足双电源供电的配电设备必须有可视的明显断口点的要求。另外，按其所能配置的主开关电器类型来分析：如果主开关电器采用普通的负荷开关设备，则其的电寿命次数最多只能承受百来次左右，这与高压双电源自动切换装置因需与常规电器设备相比需更频繁动作而必须保证有更多的电寿命次数要求不符；如果主开关电器采用真空开关或真空负荷开关设备，除了无法满足有可视的明显断口点的要求外，因其自动切换动作的时间需在20s～30内，完全不能满足高压自动切换装置的电源转换需尽量快速切换的一般按用电设备特性需在10s内完成的功能要求；如果主开关电器采用SF6开关设备，因其牵涉到环境保护等问题而被好多城市电网公司及今后必将波及全国的作为淘汰设备，且SF6开关设备还涉及到是否真正具有明显断口点的问题；再则，按目前市供的高压双电源自动切换装置产品的设计结构分析，如果一旦某路进线开关柜的设备产生问题，即使是很小的问题，需检修或需日常维护，必须将处于供电状态的电源切断后方可实施，这与提供双电源供电的目标是格格不入的，反而增加了用电设备多停电的概率。因此，目前市供的高压双电源自动切换装置产品，从各种功能上分析，存在着严重的不足。
再则，在高压输配电设备上需配备高压双电源自动切换装置产品的用电部门单位，其所需满足供电可靠性的要求必将是用电部门单位对供电质量、避免或少停电等问题提出了更高的要求。如果电源质量、供电可靠性等问题得不到保证，定将严重影响用电部门单位的经济使生产停顿、金融瘫痪，也可能造成社会问题，使生命处于危险之中等等。因此，高压双电源自动切换装置产品的技术水平、先进性和可靠性等因素，更关系到国民经济，更关系到社会政治安定，更关系到用电人员的安全和生命等等的问题。所以，高压双电源自动切换装置产品的研究开发，必将被用电部门单位所重视，也必将会被电力部门和国家社会管理职能部门列为重点产品加以规范。
发明内容
本发明的目的是提供一种切换迅速、安全可靠的、一般常规检修维护可保证用电设备有电源供电的智能高压双电源自动切换装置。
为实现上述目的，通过以下技术手段实现：一种智能高压双电源自动切换装置，包括连接有第一高压市电的第一进线开关柜、连接有第二高压市电的第二进线开关柜和连接用电设备的主控柜，当第一进线开关柜通第一高压市电时，第二进线开关柜则与第二高压市电断开，所述第一进线开关柜包括第一主开关，第一主开关包括第一动触头、第一静触座以及带动第一动触头分合闸的第一储能轴，所述第二进线开关柜包括第二主开关，第二主开关包括第二动触头、第二静触座以及带动第二动触头分合闸的第二储能轴，所述主控柜包括真空断路器，真空断路器包括真空动触头、静触座以及带动真空动触头分合闸的主控储能轴，其特征在于，还包括控制所述第一主开关、第二主开关和真空断路器分合闸的控制电路，所述控制电路包括：
主控分闸电路，包括第一主控分闸电路，当主控柜上的控制器接收到第一高压市电失压或欠压或欠流和第二高压市电正常有电的信号时，由控制器触发第一分闸触点点动式导通并由此接通第一主控分闸电路的第一分闸继电器的触点动作而闭锁，使得第一主控分闸电路继续处于导通状态，从而使得主控脱扣分闸线圈通电，促使主控动触头传动轴脱扣动作使得真空动触头分闸，并随后发送第一分闸信号给第一分闸电路、发送主控分闸状态信号第一合闸保险电路；
第一分闸电路，用于接收从第一主控分闸电路发出的第一分闸信号并且触发第一脱扣分闸线圈动作，促使第一动触头传动轴脱扣动作使得第一动触头分闸，并随后发送第一分闸状态信号给第一合闸保险电路，随后控制器接收所述主控分闸状态信号和第一分闸状态信号后，并发送第二合闸信号给第二合闸电路、发送主控合闸信号给主控合闸电路；第二合闸电路，用于接收所述第二合闸信号，之后触发第二电机驱动第二储能轴转动并且使得第二动触头与第二静触座合闸；
主控合闸电路，用于接收所述主控合闸信号并且触发主控电机驱动主控储能轴转动使得真空动触头与真空静触座合闸；
第一储能电路，用于控制第一储能轴继续向合闸状态转动并且控制第一储能轴停止于即将合闸状态；
第一复归电路，用于延迟主控分闸电路的断开时间，并且在延迟时间被触发之后发送第一储能电路的启动信号。
进一步优化为：所述主控分闸电路包括受控于控制器的第一分闸触点、第二分闸触点、第一主控分闸电路和第二主控分闸电路；所述的第一分闸触点和第二分闸触点，当控制器接收到供电电源失压或欠压或欠流和备用电源正常有电的信号时，控制器发送自动切换的分闸动作命令，并触发第一分闸触点或第二分闸触点点动式导通；所述的第一主控分闸电路和第二主控分闸电路，当第一主控分闸电路或第二主控分闸电路接收到第一分闸触点或第二分闸触点点动式导通电源后，触发第一分闸继电器或第二分闸继电器的触点动作并闭锁自身电路，使得自身电路继续处于导通状态，并触发主控脱扣分闸线圈动作，促使主控动触头传动轴脱扣动作使得真空动触头分闸。
进一步优化为：所述第一分闸电路包括用于接收所述第一分闸信号的第一分闸继电器的常开触点，并且当接收到所述第一分闸信号之后第一分闸继电器的常开触点闭合使得第一脱扣分闸线圈动作，促使第一动触头传动轴脱扣动作使得第一动触头分闸，在分闸过程中触发第一限位继电器动作，该第一限位继电器在第一动触头传动轴的分闸之后发出第一分闸状态信号给第一合闸保险电路。
进一步优化为：第二合闸电路包括用于接收所述第二合闸信号的第二合闸触点，当接收到该第二合闸信号之后第二合闸触点闭合，并且促使第二储能轴转动驱使第二动触头与第二静触座合闸，并且在合闸后触发第二辅助继电器，该第二辅助继电器在合闸后触发串联在第二合闸电路中的第二辅助继电器的常闭触点断开，停止第二储能轴的继续转动。
进一步优化为：主控合闸电路包括用于接收主控合闸信号且受控于控制器的第三合闸触点，当接收到该主控合闸信号时，所述第三合闸触点闭合并且驱使主控储能轴转动使得真空动触点与真空静触点合闸，并且在合闸过程中触发主控辅助继电器，该主控辅助继电器在合闸之后触发串联在主控合闸电路中的主控辅助继电器的常闭触点断开，停止主控储能轴的继续转动。
进一步优化为：所述第一复归电路包括互相串联的第一分闸继电器常开触点和第一辅助继电器的常闭触点，所述第一分闸继电器常开触点在第一主控分闸电路导通且第一分闸继电器线圈得电时闭合，所述第一辅助常闭触点在第一动触头传动轴完成分闸动作之后闭合，当第一分闸继电器常开触点和第一辅助常闭触点均闭合时第一延时继电器得电计时，且于第一复归电路和主控分闸电路中均串联有第一延时继电器常闭触点。
进一步优化为：所述第一储能电路包括第一分闸继电器常闭触点，当第一复归电路的第一延时继电器得电并且延时动作之后，设置于第一复归电路中的第一分闸继电器失电，当第一分闸继电器失电之后，第一储能电路中的第一分闸继电器常闭触点闭合接通第一储能电路，驱使第一储能轴向合闸方向转动并且当第一储能轴于即将合闸状态时触动第一限位继电器，该第一限位继电器的动作使得串联在第一储能电路中的第一限位常闭触点断开，并且使得第一储能轴停止转动停止于即将合闸状态。
本发明与现有技术相比的优点在于：当控制器接收到第一高压市电供电电源或第二高压市电供电电源失压或欠压或欠流和备用电源正常有电的信号时，控制器发送自动切换的分闸动作命令，触发第一主控分闸电路或第二主控分闸电路导通，使得主控柜的真空断路器分闸，在主控柜的真空断路器分闸之后再触发作为当前失压或欠压或欠流的处于合闸的第一进线开关柜的第一主开关或第二进线开关柜的第二主开关再分闸，接着同时启动第一分闸复归电路或第二分闸复归电路、第二合闸电路或第一合闸电路和主控合闸电路，由于第一主控合闸电路控制的主控合闸机构的合闸时间比第二合闸电路或第一合闸电路控制的第二主开关的合闸时间长，所以也是第二主开关先完成合闸动作，主控合闸机构后完成合闸动作，实现双电源开关柜的自动切换，并且在第一分闸复归电路或第二分闸复归电路动作完成之后的设置时间后闭锁切断复归电路和第一主控分闸电路或第二主控分闸电路，然后启动第一进线开关柜的第一储能电路或第二进线开关柜的第二储能电路，使第一储能轴或第二储能轴转动达到预储能的功能，减少了下一次在自动切换时的合闸时间，上述方式在合闸分闸过程中采用的顺序过程为：主控柜分闸--第一进线开关柜分闸或第二进线开关柜分闸--第二进线开关柜合闸或第一进线开关柜合闸--主控柜合闸的顺序，能够提高整套***开关柜的使用寿命，因为第一、第二主开关均是在无电流的情况下实现的分、合闸动作，避免了在分、合闸中的动静触座座被烧蚀现象，灭弧功能由真空断路器来承担，增加隔离断口的电寿命，并能降低设备成本。所以采用这种分、合闸的顺序更加合理；同时增加了储能预动作的步骤，能够使得备用开关柜的合闸机构处于预合闸状态，当需要自动切换时，大大减少了自动切换的时间；从上述过程中可以得到：当处于供电状态的电源失压或欠压或欠流时，装置自动迅速的将主控柜上的真空断路器和处于供电状态的进线开关柜上具有明显可视断口点的隔离断口分闸而切断失压或欠压或欠流的供电电源，并迅速将备用电源上的进线开关柜上具有明显可视断口点的隔离断口合闸，并再次将主控柜上的真空断路器合闸，从而将用电设备自动迅速的切换至备用电源的电路上。
附图说明
图1为实施例双电源开关柜的整体配合示意图；
图2为图1的A-A示意图；
图3为实施例第一进线开关柜的卸掉后封板后的后视图；
图4为图3的I部放大图；
图5为图1的B-B示意图；
图6为实施例主控柜的卸掉后封板后的后视图；
图7为图6的II部放大图；
图8为实施例的主控柜的自切控制电路图；
图9为实施例的第一进线开关柜的自切控制电路图；
图10为实施例的第二进线开关柜的自切控制电路图；
图11为实施例的切换状态信号及合闸保险电路图；
图12为实施例的电压信息电路图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的本发明的保护范围。
实施例
智能高压双电源自动切换装置，首先参见附图1-7，包括了第一进线开关柜1、第二进线开关柜2和主控柜3，其中第一进线开关柜1和第二进线开关柜2的机械结构和一、二次电路的电气原理均一致，是一种并联的结构关系，所以这里只代表性的以第一进线开关柜1和主控柜3的机械结构和一、二次电路的电气原理来描述。
一、智能高压双电源自动切换装置就地手操或电操的机械动作机理1、第一进线开关柜1，第一进线开关柜1自下至上分别为第一进线电缆室101、第一检修断口102，第一隔离断口室103和第一母线室104(参见附图1～附图4)，其中的第一检修断口静触座1021与第一进线电缆相连，接通第一高压市电电源，第一母线室104内的第一静触座112与第二隔离断口的第二静触座212并联连接再与主控柜3的真空静触座3032连通，第一隔离断口室103内设置有第一主开关11，具有手操和电操双重功能的高压电器开关设备，用于实现第一高压市电电源是否从第一进线电缆室101流入第一母线室104直至主控柜3的真空静触座3032的目的，第一进线开关柜1和第二进线开关柜2中第一主开关11和第二主开关21的第一隔离断口1031和第二隔离断口2031均具有明显端口点，即第一动触头111与第一静触座112间，第二动触头211与第二静触座212间，在各自的隔离断口处于分闸状态时能明显的看出是暴露在空气中处于分离的断开状态，保证设备在供电电源切换或设备检修等过程中能直观了知电气安全可靠性的要求，确保避免电气事故事件的产生。
第一主开关11包括、第一主开关控制电路11-1、第一动触头111、第一静触座112、第一储能轴13、第一手操和电操机构18、第一动触头传动轴19等；第一动触头111与第一静触座112在做合闸动作过程时，是由第一手操或电操机构18用手操或电操将第一储能轴13转动压缩储能弹簧至过零后释能触发带动第一动触头传动轴19以第一储能轴13的轴心为轴心旋转，第一动触头传动轴19的旋转，带动第一动触头111向第一静触座112移动，直至吸合接触，完成合闸动作，且在第一动触头传动轴19转动时，第一储能轴13所释放的能量也同时给第一动触头111分离运动所需的第一分闸能量弹簧做了压缩储能功，且在第一动触头111与第一静触座112闭合时刚好由锁扣装置落扣停制，止住第一动触头传动轴19处于被锁扣装置锁扣的第一分闸能量弹簧储能的状态；在第一储能轴13转动至快过零位置时，第一储能轴13一起带动的第一推板14触动第一限位继电器(1SQ2与1SQ3)12动作，促使其对应的常闭触点断开，常开触点导通，直至第一储能轴13继续转动使储能弹簧过零后带动第一动触头传动轴19转动促使第一动触头111与第一静触座112闭合后，第一限位继电器(1SQ2与1SQ3)12的常闭触点继续处于断开状态，常开触点继续处于导通状态；也待第一动触头传动轴19的转动使得第一动触头111与第一静触座112闭合后，第一动触头传动轴19的转动带动第一连杆15按支点转动并带动第一转盘16的转动，第一转盘16的转动使得第一辅助继电器(1F)17的触点动作，其对应的常闭触点断开，常开触点导通。第一动触头111与第一静触座112在做分闸动作过程时，是由第一手操和电操机构18用手操或电操使得第一脱扣分闸线圈(1TQ)1-2得电，将第一动触头传动轴19上的分闸能量弹簧储能锁扣装置脱扣，使得分闸能量弹簧释能带动第一动触头传动轴19以第一储能轴13为轴心旋转，促使第一动触头111运动分离第一静触座112而分闸，在第一动触头传动轴19转动至分闸位置过程时，还带动了第一连杆15按支点转动并带动第一转盘16的转动，第一转盘16的转动使得第一辅助继电器17的触点动作，其对应的常闭触点导通，常开触点断开，同时在第一动触头传动轴19转动至分闸位置时，继续由第一手操和电操机构18用手操或由电操***内置的限位触点导通第一复归电路使第一手操和电操机构18做反向旋转功，直至使得第一储能轴13复归至第一主开关11处于分闸位置的原始止点状态后消除手操动作或由电操***内置的限位触点切断复归电路，完成分闸程序；在第一储能轴13做复归转动过程中，第一储能轴13从合闸位置复归旋转至在第一主开关11做合闸动作运动时第一储能轴13旋转运动中触发第一限位继电器(1SQ2与1SQ3)12的同位置时，第一储能轴13带动的第一推板14移开第一限位继电器(1SQ2与1SQ3)12，使其对应的常闭触点导通，常开触点断开。
2、主控柜3，参见附图1、附图5、附图6和附图7，主控柜3的真空断路器31包括主控接地触刀302、真空动触头3031、真空静触座3032、主控动触头311、主控静触座312、主控储能轴33、主控手操和电操机构38、主控动触头传动轴39等；真空动触头3031与真空静触座3032间的合分动作是由主控手操和电操机构38的机构手操动作完成的，当其处于分闸状态时，即触动真空断路器31内置的的限位触点动作，能使其切断真空断路器31的电操和自动切换的主电路，因此该主控隔离断口303只作为主控柜3在检修等用途时作隔离用；主控接地触刀302与主控隔离断口303一样的，其合分动作也是由主控手操和电操机构38的机构手操动作完成的，当其处于合闸状态时，即触动真空断路器31内置的限位触点动作，能使其切断真空断路器31的电操和自动切换的主电路，因此该主控接地触刀302只作为主控柜3在检修等用途时作接地用；主控动触头311与主控静触座312在做合闸动作过程时，是由主控手操和电操机构38用手操或电操将主控储能轴33转动压缩储能弹簧至过零后释能触发带动主控动触头传动轴39以主控储能轴33的轴心为轴心旋转，主控动触头传动轴39的旋转，带动主控动触头311向主控静触座312移动，直至吸合接触，完成合闸动作，且在主控动触头传动轴39转动时，主控储能轴33所释放的能量也同时给主控动触头311分离运动所需的主控分闸能量弹簧做了压缩储能功，也且在主控动触头311与主控静触座312闭合时刚好由锁扣装置落扣停制，止住主控动触头传动轴39处于被锁扣装置锁扣的主控分闸能量弹簧储能的状态；在主控储能轴33转动至快过零位置时，主控储能轴33一起带动的主控推板34触动主控限位继电器(SQ)32动作，促使其对应的常闭触点断开，常开触点导通，直至主控储能轴33继续转动使储能弹簧过零后带动主控动触头传动轴39转动促使主控动触头311与主控静触座312闭合后，主控限位继电器(SQ)32的常闭触点继续处于断开状态，常开触点继续处于导通状态；也待主控动触头传动轴39的转动使得主控动触头311与主控静触座312闭合后，主控动触头传动轴39的转动带动主控连杆35按支点转动并带动主控转盘36的转动，主控转盘36的转动使得主控辅助继电器(LW1)37的触点动作，其对应的常闭触点断开，常开触点导通。主控动触头311与主控静触座312在做分闸动作过程时，是由主控手操和电操机构38用手操或使得主控脱扣分闸线圈(YT)3-2得电，将主控动触头传动轴39上的分闸能量弹簧储能锁扣装置脱扣，使得分闸能量弹簧释能带动主控动触头传动轴39以主控储能轴33为轴心旋转，促使主控动触头311运动分离主控静触座312而分闸，在主控动触头传动轴39转动至分闸位置过程时，还带动了主控连杆35按支点转动并带动主控转盘36的转动，主控转盘36的转动使得主控辅助继电器37的触点动作，其对应的常闭触点导通，常开触点断开，同时在主控动触头传动轴39转动至分闸位置时，继续由主控手操和电操机构38用手操或由电操***内置的限位触点导通复归电路使主控手操和电操机构38做反向旋转功，直至使得主控储能轴33复归至真空断路器31处于分闸位置的原始止点状态后消除手操动作或由电操***内置的限位触点切断复归电路，完成分闸程序；在主控储能轴33做复归转动过程中，主控储能轴33从合闸位置复归旋转至在真空断路器31做合闸动作运动时主控储能轴33旋转运动中触发主控限位继电器(SQ)32的同位置时，主控储能轴33带动的主控推板34移开主控限位继电器(SQ)32，使其对应的常闭触点导通，常开触点断开。
二、智能高压双电源自动切换装置自动切换的电气动作机理
首先参见附图1～图12，第一进线开关柜1、第二进线开关柜2的进线电缆室分别连接有不同供电电路的第一高压市电电源和第二高压市电电源，主控柜3连接有用电设备(如电力变压器等)；当某一市电电源如第一进线开关柜1或第二进线开关柜2作为用电设备的当前供电电源进线柜时，另一市电电源如第二进线开关柜2或第一进线开关柜1就作为用电设备的备用供电电源进线柜，假设第一进线开关柜1为用电设备的当前供电电源进线柜，第二进线开关柜2也就成为用电设备的备用供电电源的进线柜了，以下以第一进线开关柜1当做用电设备的当前供电电源进线柜为例加以说明。
1、第一进线开关柜1自动切换至分闸的电气动作机理
在正常供电的过程中，第一进线开关柜1和第二进线开关柜2的第一检修断口102和第二检修断口202均处于合闸位置且分别接通于第一高压市电电源和第二高压市电电源，因此，第一主控分闸电路411和第二主控分闸电路412前端的第一检修辅助继电器(1SQ1)102-1和第二检修辅助继电器(2SQ1)202-1的触点闭合(参见图8)，并且第一主开关11的第一隔离断口1031处于合闸状态，第二主开关21的第二隔离断口2031处于分闸状态，主控柜3的主控隔离断口303和主控动触头311均处于合闸状态，此时第一高压市电电源通过第一进线开关柜1正常供电，且将第一进线开关柜1、第二进线开关柜2和主控柜3面板上用于操作方式切换的第一转换开关(1SA)1-1、第二转换开关(2SA)2-1和主控转换开关(SA1)3-1全部置于自动档并将控制器(ZBC)3-0按复位按键后，即第一主控分闸电路411和第二主控分闸电路412前端的电路已带电(参见图8)，设备就进入第一进线开关柜1作为正常供电电源的自动切换功能状态了，此时，第二储能电路63得电(参见图10)，第二主开关21上的第二主开关控制电路21-1上的储能电机回路得电，第二储能轴23做预储能的旋转功，第二储能轴23在做储能旋转功过程中，带动第二推板24一起转动，当即将转至储能弹簧压缩快过零时触发了第二限位继电器(2SQ2与2SQ3)22动作(参见图10)，使其对应的常闭触点断开，常开触点导通而切断了第二主开关控制电路21-1上的储能电机回路的电路，并由于第二手操和电操机构28与第二储能轴23间的连接是由蜗杆与蜗轮的连接关系，将第二储能轴23停止于当前位置而不动，第二主开关21在处于自动切换状态下的预储能工作程序完成。参见图8的电路图，当控制器(ZBC)3-0检测到第一进线开关柜1失电信号(也就是说第一市电电源断电)且在备用供电电源(第二进线开关柜2)的进线端正常有电时，控制器(ZBC)3-0延时(可调)触发第一分闸触点411-1点动式动作，使得第一主控分闸电路411的导通，第一中间继电器(KAl)411-2的触点也因其线圈得电而变换，同时也闭锁了第一主控分闸电路411而继续处于导通状态，主控脱扣分闸线圈(YT)3-2得电，从而电磁轴芯动作使得主控动触头传动轴39脱扣释能以主控储能轴33的轴心旋转，促使主控动触头311运动分离主控静触座312而分闸，在主控动触头传动轴39转动至分闸位置时，一面由主控推板34移开主控限位继电器(SQ)32，促使其对应的常闭触点导通，常开触点断开，另一面还带动主控连杆35按支点转动并带动主控转盘36的转动，主控转盘36的转动使得主控辅助继电器(LW1)37的触点动作，其对应的常闭触点导通，常开触点断开，同时在主控动触头传动轴39转动至分闸位置时，由于真空断路器31内置的限位触点的动作，使得真空断路器控制电路31-1上的储能电机回路反向导通得电，主控储能轴33做反向旋转运动，直至使得主控储能轴33复归至真空断路器31处于分闸位置的原始止点状态后由真空断路器31内置的限位触点动作而切断储能电机回路，完成主控柜3的整个分闸程序。在主控柜3主控动触头传动轴39因由自动切换指令触发脱扣动作至分闸位置时，由于其触发主控辅助继电器(LW1)37的触点动作和第一主控分闸电路411上的第一中间继电器(KAl)411-2的触点动作，使得第一进线开关柜1上的第一分闸电路51导通得电，第一脱扣分闸线圈(1TQ)1-2得电(参见附图9)，从而电磁轴芯动作使得第一动触头传动轴19脱扣释能以第一储能轴13的轴心旋转，促使第一动触头111运动分离第一静触座112而分闸，在第一动触头传动轴19转动至分闸位置时，一面由第一推板14移开第一限位继电器(1SQ2与1SQ3)12，促使其对应的常闭触点导通，常开触点断开，另一面还带动第一连杆15按支点转动并带动第一转盘16的转动，第一转盘16的转动使得第一辅助继电器(1F)17的触点动作，其对应的常闭触点导通，常开触点断开，同时在第一动触头传动轴19转动至分闸位置时，由于第一主开关11内置的限位触点的动作，再加上第一主控分闸电路411及其第一中间继电器(KA1)411-2还处于继续导通状态下，使得第一合闸复归电路52导通并闭锁处于续通状态(参见附图9)，也因此使得了第一主开关控制电路11-1上的储能电机回路反向导通得电，第一储能轴13做反向旋转运动，直至使得第一储能轴13复归至第一主开关11处于分闸位置的原始止点状态后由第一主开关11内置的限位触点动作而切断储能电机回路，完成第一进线开关柜1的整个分闸程序；在第一合闸复归电路52导通时，也使得第一合闸复归电路52上的第一延时继电器(1KT1)52-1的线圈得电，第一延时继电器(1KT1)52-1就按其设置的延时时间开始计时，到时后就触发其触点动作变换，使其常闭触点断开，常开触点导通，其设置的延时时间必须能确保第一主开关11分闸后做第一储能轴13复归转动至分闸位置的原始止点状态后所需的时间。
2、第二进线开关柜2自动切换至合闸的电气动作机理
待第一进线开关柜1上的第一动触头传动轴19自动脱扣分闸转动至第一动触头111分闸完成促使第一辅助继电器(1F)17触点变换动作后，通过第一辅助继电器(1F)17的触点动作和主控辅助继电器(LW1)37的触点动作串联导通了第一合闸保险电路71(参见附图11)，再由第一切换状态信号电路71将第一进线开关柜1的第一隔离断口1031和主控柜3的主控动触头已分闸的信息传输给控制器(ZBC)3-0，当控制器(ZBC)3-0收到供电电源已分闸成功的信息后，延时(可调)分别触发备用供电电源的第二高压市电电源的第二进线开关柜2的第二合闸电路64上的第二合闸触点64-1点动式动作(参见附图10)和主控柜3上的主控合闸电路42上的主控合闸触点42-1点动式动作(参见附图8)，使得第二合闸电路64和主控合闸电路42的导通并闭锁处于续通状态。
1)由于第二主开关控制电路21-1的第二储能电机回路由第二合闸电路64的导通而再次得电，第二储能电机带动第二储能轴23继续做储能转动功，当第二储能轴23转动压缩储能弹簧至过零后释能触发带动第二动触头传动轴29以第二储能轴23的轴心为轴心旋转，第二动触头传动轴29的旋转，带动第二隔离断口动触头211向第二隔离断口静触座212移动，直至吸合接触，完成合闸动作，且在第二动触头传动轴29转动时，第二储能轴23所释放的能量也同时给第二隔离断口动触头211分离运动所需的第二分闸能量弹簧做了压缩储能功，也且在第二隔离断口动触头211与第二隔离断口静触座212闭合时刚好由锁扣装置落扣停制，止住第二动触头传动轴29处于被锁扣装置锁扣的第二分闸能量弹簧储能的状态；在第二储能轴23继续做储能转动功至第二动触头传动轴29完成合闸动的过程中，第二限位继电器(2SQ2与2SQ3)12的常闭触点继续处于断开状态，常开触点继续处于导通状态；待第二动触头传动轴29的转动使得第二动触头211与第二静触座212闭合后，第二动触头传动轴29的转动带动第二连杆25按支点转动并带动第二转盘26的转动，第二转盘26的转动使得第二辅助继电器(2F)17的触点动作，其对应的常闭触点断开，常开触点导通。
2)同样，也由于真空断路器控制电路31-1的主控储能电机回路由主控合闸电路42的导通而得电，主控储能电机带动主控储能轴33做储能转动功，主控储能轴33并转动压缩储能弹簧至过零后释能触发带动主控动触头传动轴39以主控储能轴33的轴心为轴心旋转，主控动触头传动轴39的旋转，带动主控动触头311向主控静触座312移动，直至吸合接触，完成合闸动作，且在主控动触头传动轴39转动时，主控储能轴33所释放的能量也同时给主控动触头311分离运动所需的主控分闸能量弹簧做了压缩储能功，也且在主控动触头311与主控静触座312闭合时刚好由锁扣装置落扣停制，止住主控动触头传动轴39处于被锁扣装置锁扣的主控分闸能量弹簧储能的状态；在主控储能轴33转动至快过零位置时，主控储能轴33一起带动的主控推板34触动主控限位继电器(SQ)32动作，促使其对应的常闭触点断开，常开触点导通，直至主控储能轴33继续转动使储能弹簧过零后带动主控动触头传动轴39转动促使主控动触头311与主控静触座312闭合后，主控限位继电器(SQ)32的常闭触点继续处于断开状态，常开触点继续处于导通状态；也待主控动触头传动轴39的转动使得主控动触头311与主控静触座312闭合后，主控动触头传动轴39的转动带动主控连杆35按支点转动并带动主控转盘36的转动，主控转盘36的转动使得主控辅助继电器(LW1)37的触点动作，其对应的常闭触点断开，常开触点导通。
3)当第二进线开关柜2和主控柜3均已合闸的状态时，由第二辅助继电器(2F)27和主控辅助继电器(LW1)37的触点动作后，通过第二辅助继电器(2F)27的触点动作和主控辅助继电器(LW1)37的触点动作串联导通了第二保险电路72(参见附图11)，再由第二切换状态信号电路72将第二进线开关柜2的第二隔离断口2031和主控柜3的主控动触头已合闸的信息传输给控制器(ZBC)3-0，当控制器(ZBC)3-0收到备用供电电源第二进线开关柜已合闸成功的信息后，显示自动切换成功的现状信息，经延时后，为下次切换进入接令状态，待切换条件成熟时，再次检测触发的动作。反之，将第二进线开关柜2作为高压供电电源，第一进线开关柜1作为备用高压供电电源的自动切换的动作原理也是一样的。
3、关于自动切换功能间相互闭锁功能的电气动作机理
1)在控制器(ZBC)3-0按设计的程序要求同时触发第一合闸触点54-1或第二合闸触点64-1和主控合闸触点42-1动作后的使第一进线开关柜1或第二进线开关柜2和主控开关柜3同时执行合闸的自动闭合程序时，由于第一进线开关柜1或第二进线开关柜2上的第一主开关11或第二主开关21在自动切换装置进入自动切换功能状态时，已经完成了第一手操和电操机构18或第二手操和电操机构28的自动预储能工作，虽然真空断路器31的合闸完成时间也较短，小于等于5s，但第一主开关11或第二主开关21在自切动能状态下，通过自动预储能功能的动作，其合闸的完成时间更短，约小于等于2s，因此自动切换时的第一主开关11或第二主开关21先于真空断路器31合闸，使得带负荷开合功能的任务由真空断路器31来承担，也就是说第一主开关11或第二主开关21是在无负载状态下做合闸动作的，其隔离断口的动触头和静触座不会被电弧烧蚀。
2)在第一主开关11或第二主开关21经自动分闸后完成第一储能轴13或第二储能轴23的复归动后，待第一延时继电器(1KT1)52-1或第二延时继电器(2KT1)62-1动作，将第一分闸复归电路52或第二分闸复归电路62(参见附图9和附图10)和第一主控分闸电路411或第二主控分闸电路412的闭锁功能解除，使它们的电路均恢复至无电的原始状态，也由于第一主控分闸电路411或第二主控分闸电路412的断开，使得第一储能电路53或第二储能电路63的导通(参见附图9和附图10)，第一储能电路53导通后的动作原理同前述的第二主开关21做自动预储能动作原理一样，第一主开关11上的第一主开关控制电路11-1上的储能电机回路得电，第一储能轴13做预储能的旋转功，第一储能轴13在做储能旋转功过程中，带动第一推板14一起转动，当即将转至储能弹簧压缩快过零时触发了第一限位继电器(1SQ2与1SQ3)12动作(参见图9)，使其对应的常闭触点断开，常开触点导通而切断了第一主开关控制电路11-1上的储能电机回路的电路，并由于第一手操和电操机构18与第一储能轴13间的连接是由蜗杆与蜗轮的连接关系，将第一储能轴13停止于当前位置而不动，第一主开关11在处于自动切换状态下的预储能工作程序完成。
3)控制器(ZBC)3-0根据设置的程序特性要求，当触发第一分闸触点411-1或第二分闸触点412-1点动式动作时，使得第一主控分闸电路411或第二主控分闸电路412的导通时，第一中间继电器(KA1)411-2或第二中间继电器(KA2)412-2的触点也因其线圈得电而变换，同时也闭锁了第一主控分闸电路411或第二主控分闸电路412继续处于导通的状态下，一面在第一主控分闸电路411或第二主控分闸电路412得电的状态下，闭锁触点使得得电导通的电源不流入第二主控分闸电路412或第一主控分闸电路411的回路上(参见附图8)；一面主控脱扣分闸线圈3-2(YT)得电后的电磁轴芯动作使得主控动触头311做分闸动作(参见附图8)；一面保证只有在主控动触头311是通过自动切换状态下使得第一主控分闸电路411或第二主控分闸电路412得电后分闸的状态下，才能使得第一分闸电路51或第二分闸电路61导通后使得第一隔离断口1031或第二隔离断口2031做联动的分闸动作(参见附图8附图9和附图10)；一面还给第一分闸复归电路52或第二分闸复归电路62保证只允许在主控动触头311完成分闸动作且第一隔离断口1031或第二隔离断口2031也完成分闸后方能得电后去完成第一储能轴13或第二储能轴23的复归动作(参见附图9和附图10)；一面保证在第一主控分闸电路411或第二主控分闸电路412得电后，真空断路器就地电操电路31-2与第一主控分闸电路411或第二主控分闸电路412及其主控脱扣分闸线圈(YT)3-2断开，以避免自动切换装置在自动切换动作时因误操作而造成电路对充现象的发生，同样也避免自动切换装置在就地电操分闸时电流充入自动切换功能的分闸电路上的现象发生，(参见附图8)；一面保证只有在完全具备自动切换条件下或在自切切换动作过程中自动断开的第一隔离断口1031或第二隔离断口2031在完成第一储能轴13或第二储能轴23做复归动作后且在第一延时继电器(1KT1)52-1或第二延时继电器(2KT1)62-1触点延时动作断电后，才能使得第一储能电路53或第二储能电路63得电完成第一主开关11或第二主开关21的预储能动作，且第一主开关11或第二主开关21在自动实现预储能动作过程中，保证闭锁切断主控脱扣分闸线圈(YT)的电源(参见附图8、附图9和附图10)。
4)第一分闸复归电路52和第二分闸复归电路62采用中间继电器的闭锁功能还保证了在就地电操合闸动作时，不将就地电操电源充入第一分闸复归电路52和第二分闸复归电路62上，避免在就地电操时，因误操作而产生的事故现象；第一分闸复归电路52或第二分闸复归电路62在实现自动切换功能的复归动作过程中，自动闭锁切断第一主开关11或第二主开关21电机回路(参见附图9和附图10)。
5)第一进线开关柜1和第二进线开关柜2的第一检修断口102或第二检修断口202处于断开状态或主控柜3上的保护熔断器因过负荷及至短路电流发生使真空断路器31跳闸动作或将第一转换开关1-1或第二转换开关2-1或主控转换开关3-1转换至就地档或远投档时，控制器(ZBC)3-0自动退出自动切换功，并显示相关的闭锁信息(参见附图11的自动切换功能闭锁电路73)。
6)控制器(ZBC)3-0所搜集的第一进线开关柜1和第二进线开关柜2上进线电缆端的电压信息可有电压和带电器接点两个选项参见附图11的第一带电器接点信息电路74和第二带电器接点信息电路75及附图12的第一PT电压信息电路81和第二PT电压信息电路82)。
三、智能高压双电源自动切换装置自动切换动作机理简述
智能高压双电源自动切换装置自动切换动作机理是：先断开主控柜3的主控动触头311——断开供电电源进线柜上的隔离断口(1031或2031)——闭合备用电源进线柜上的隔离断口(2031或1031)——闭合主控柜3的主控动触头311——自动切换动作完成。
四、智能高压双电源自动切换装置自动切换动作完成所需的时间简述
根据智能高压双电源自动切换装置所选置的主电器设备的特征性能，在自动切换过程中所需的动作时间简述如下：
第一进线开关柜1和第二进线开关柜2的第一主开关11和第二主开关21的固有合闸时间约为15s，固有分闸时间约为0.1s，固有分闸后的储能轴复归时间约为13s；主控柜3的真空断路器如采用真空开关时的固有合闸时间约为4.5s，固有分闸时间约为0.1s，固有分闸后的储能轴复归时间约为4s，如采用断路器时的固有合闸时间约为0.1s，固有分闸时间约为0.1s，固有重合闸延时时间为0.3s，固有储能轴动作时间约为7s；根据第一主开关11和第二主开关21在合闸动作过程中，其第一储能轴13和第二储能轴23转动至使储能弹簧压至零点时所需的时间约为14.5s，因此，设置第一主开关11或第二主开关21的预储能动作时间为13s，即第一主开关11或第二主开关21在自动切换状态下实施预储能动作时，当第一储能轴13或第二储能轴23转动了约13s时，就触发了第一限位继电器(1SQ2与1SQ3)12或第二限位继电器(2SQ2与2SQ3)12动作，因此，自动切换状态下的第一主开关11或第二主开关21的合闸时间约为2s。所以，控制器3-0设置触发第一分闸触点411-1延时动作值为≥0s(如0.5s)，如采用真空开关作为主控柜3的真空断路器时设置触发第一合闸触点54-1和第二合闸触点64-1的延时动作值为≥4.5s(如4.5s)，如采用断路器时设置触发第一合闸触点54-1和第二合闸触点64-1的延时动作值为≥0.3s(如0.5s)，设置第一延时继电器(1KT1)52-1和第二延时继电器(2KT1)62-1的延时动作设置时间为14s。如采用真空开关作为主控柜3的真空断路器时自动切换动作的完成时间为0.5s+0.1s+O.1s+4.5s+4.5s＝9.7s，最小可满足至0s+0.1s+0.1s+4.5s+4.5s＝9.2s；如采用断路作为主控柜3的真空断路器时自动切换动作的完成时间为0.5s+0.1s+0.1s+0.5s+2+0.1s＝3.3s，最小可满足至0s+0.1s+0.1s+0.3s+2+0.1s＝2.6s。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种智能高压双电源自动切换装置，包括连接有第一高压市电的第一进线开关柜、连接有第二高压市电的第二进线开关柜和连接用电设备的主控柜，当第一进线开关柜通第一高压市电时，第二进线开关柜则与第二高压市电断开，所述第一进线开关柜包括第一主开关，第一主开关包括第一动触头、第一静触座以及带动第一动触头分合闸的第一储能轴，所述第二进线开关柜包括第二主开关，第二主开关包括第二动触头、第二静触座以及带动第二动触头分合闸的第二储能轴，所述主控柜包括真空断路器，真空断路器包括真空动触头、静触座以及带动真空动触头分合闸的主控储能轴，其特征在于，还包括控制所述第一主开关、第二主开关和真空断路器分合闸的控制电路，所述控制电路包括：
主控分闸电路，包括第一主控分闸电路，当主控柜上的控制器接收到第一高压市电失压或欠压或欠流和第二高压市电正常有电的信号时，由控制器触发第一分闸触点点动式导通并由此接通第一主控分闸电路的第一分闸继电器的触点动作而闭锁，使得第一主控分闸电路继续处于导通状态，从而使得主控脱扣分闸线圈通电，促使主控动触头传动轴脱扣动作使得真空动触头分闸，并随后发送第一分闸信号给第一分闸电路、发送主控分闸状态信号第一合闸保险电路；
第一分闸电路，用于接收从第一主控分闸电路发出的第一分闸信号并且触发第一脱扣分闸线圈动作，促使第一动触头传动轴脱扣动作使得第一动触头分闸，并随后发送第一分闸状态信号给第一合闸保险电路，随后控制器接收所述主控分闸状态信号和第一分闸状态信号后，并发送第二合闸信号给第二合闸电路、发送主控合闸信号给主控合闸电路；
第二合闸电路，用于接收所述第二合闸信号，之后触发第二电机驱动第二储能轴转动并且使得第二动触头与第二静触座合闸；
主控合闸电路，用于接收所述主控合闸信号并且触发主控电机驱动主控储能轴转动使得真空动触头与真空静触座合闸；
第一储能电路，用于控制第一储能轴继续向合闸状态转动并且控制第一储能轴停止于即将合闸状态；所述第一储能电路包括第一分闸继电器常闭触点，当第一复归电路的第一延时继电器得电并且延时动作之后，设置于第一复归电路中的第一分闸继电器失电，当第一分闸继电器失电之后，第一储能电路中的第一分闸继电器常闭触点闭合接通第一储能电路，驱使第一储能轴向合闸方向转动并且当第一储能轴于即将合闸状态时触动第一限位继电器，该第一限位继电器的动作使得串联在第一储能电路中的第一限位常闭触点断开，并且使得第一储能轴停止转动停止于即将合闸状态；
第一复归电路，用于延迟主控分闸电路的断开时间，并且在延迟时间被触发之后发送第一储能电路的启动信号，所述第一复归电路包括互相串联的第一分闸继电器常开触点和第一辅助继电器常闭触点，所述第一分闸继电器常开触点在第一主控分闸电路导通且第一分闸继电器线圈得电时闭合，所述第一辅助继电器常闭触点在第一动触头传动轴完成分闸动作之后闭合，当第一分闸继电器常开触点和第一辅助继电器常闭触点均闭合时第一延时继电器得电计时，且于第一复归电路和主控分闸电路中均串联有第一延时继电器常闭触点。
2.根据权利要求1所述的智能高压双电源自动切换装置，其特征在于，所述主控分闸电路包括受控于控制器的第一分闸触点、第二分闸触点、第一主控分闸电路和第二主控分闸电路；所述的第一分闸触点和第二分闸触点，当控制器接收到供电电源失压或欠压或欠流和备用电源正常有电的信号时，控制器发送自动切换的分闸动作命令，并触发第一分闸触点或第二分闸触点点动式导通；所述的第一主控分闸电路和第二主控分闸电路，当第一主控分闸电路或第二主控分闸电路接收到第一分闸触点或第二分闸触点点动式导通电源后，触发第一分闸继电器或第二分闸继电器的触点动作并闭锁自身电路，使得自身电路继续处于导通状态，并触发主控脱扣分闸线圈动作，促使主控动触头传动轴脱扣动作使得真空动触头分闸。
3.根据权利要求2所述的智能高压双电源自动切换装置，其特征在于，所述第一分闸电路包括用于接收所述第一分闸信号的第一分闸继电器的常开触点，并且当接收到所述第一分闸信号之后第一分闸继电器的常开触点闭合使得第一脱扣分闸线圈动作，促使第一动触头传动轴脱扣动作使得第一动触头分闸，在分闸过程中触发第一限位继电器动作，该第一限位继电器在第一动触头传动轴的分闸之后发出第一分闸状态信号给第一合闸保险电路。
4.根据权利要求3所述的智能高压双电源自动切换装置，其特征在于，第二合闸电路包括用于接收所述第二合闸信号的第二合闸触点，当接收到该第二合闸信号之后第二合闸触点闭合，并且促使第二储能轴转动驱使第二动触头与第二静触座合闸，并且在合闸后触发第二辅助继电器，该第二辅助继电器在合闸后触发串联在第二合闸电路中的第二辅助继电器的常闭触点断开，停止第二储能轴的继续转动。
5.根据权利要求4所述的智能高压双电源自动切换装置，其特征在于，主控合闸电路包括用于接收主控合闸信号且受控于控制器的第三合闸触点，当接收到该主控合闸信号时，所述第三合闸触点闭合并且驱使主控储能轴转动使得真空动触点与真空静触点合闸，并且在合闸过程中触发主控辅助继电器，该主控辅助继电器在合闸之后触发串联在主控合闸电路中的主控辅助继电器的常闭触点断开，停止主控储能轴的继续转动。
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