不間斷供電在工業和民用方面都具有廣泛的需求。為此研制了一套智能控制裝置控制雙電源供電系統。利用ARM對電源狀態進行判斷并進行相應的控制,實現了主備電源的自動切換。
0 引言
隨著電力事業的發展,電力質量日益受到人們的重視。供電的連續性是電力質量的一個重要方面,對于某些用電部門,如醫院、機場、大型生產線等尤為重要。保證供電連續性的辦法是給供電對象提供主、備兩路獨立的電源,對兩路電源都進行實時監控。當一側電源發生故障時,能根據設定的切換程序準確完成向另一側電源的切換,以最大限度地保證供電的連續性。現在的新式高壓雙電源切換裝置有兩個高壓隔離開關.有明顯的隔離斷口.較好地保證了檢修的安全,但需兩套驅動機構聯動,故產品的工作可靠性受到極大的制約。本文開發研制的控制系統可用一套驅動機構驅動主、備兩路電源,兩側都實現了實時監控。且當故障發生時,能安全、可靠地實現電源轉換,并且具備通信功能[1],可在無人職守情況下實現雙電源自動切換,切換時間精確到0.3s,并有自投自復、自投不自復、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等場所。
1 主體結構
高壓雙電源自動切換系統是由裝置本體和控制器兩大部分組成。裝置本體見圖l,由兩臺帶有電動操動機構的斷路器及附件(輔助報警觸頭等)、機械聯鎖機構、電器聯鎖、熔斷器、接線端子等組成。
2 雙電源轉換控制器
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結構上增強的特性使ARM處理器在高性能、低代碼規模、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系列芯片進行電平轉換,控制器的實時時鐘用DS1302實現,Flash Memory選用SSTT的39VF020存儲器,選用ISSI的62LV1024SRAM芯片作為外擴數據交換區,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。
2.2 功能
雙電源轉換控制器監測主、備兩路電源,主要實現以下功能:
(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,檢測轉換開關的狀態是合閘、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定的所要求的電壓相比較,會偏大或者偏小。若存在缺相情況,則經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,且會出現過零現象。將系統的狀態在面板上用LCD和發光二極管顯示出來。
(2)判斷與控制:控制器對兩路電的供電質量進行延時判斷后,具有0min~1.5min可調的自動切換時間來控制轉換開關切換。轉換開關可以是兩個機械聯鎖的接觸器。
(3)編程與設置:允許用戶對工作狀態“自動/手動”、“一路優先供電、二路優先供電和無優先供電”通信參數、轉換需要的各種延時等參數進行更改設定
(4)直流電源:控制器的供電電源可以外接直流供電(12V~24V)也可以不接;不接時,當兩路A相電壓都沒有時.系統報警。
(5)參數整定:控制器的所有參數均采用數字化調整,每個參數均可以單獨調整,因此不會對其它參數造成影響,提高了整機的可靠性和穩定性。在兩個電源轉換的過程中.為了使供電電路穩定。保證切換過程的準確性和安全性,避免由于短時電壓變化導致的誤動作需要人為延時,延時時間由用戶通過分檔開關進行選擇,由開關量輸入系統。
(6)雙電源供電雙分狀態:系統負載于雙分狀態時.不論兩組電源是否正常以及系統處于“手動”和“自動”的預置狀態,系統都仍然保持雙分狀態[2]