雙路電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制器，具體地，涉及一種雙路電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前通用的雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，一般都只有投切控制功能和通訊功能，如果需要測量所帶負(fù)載電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等電量參數(shù)，只有加裝專門的多功能電表才能實現(xiàn)。如果需要監(jiān)測是否需附合同期條件才能投入電源，只有加裝專門的同期裝置才能實現(xiàn)。以上兩種情況不僅增加了費用的投入，還加大了設(shè)備管理和維護(hù)的工作量。
[0003]經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)申請?zhí)枮?00620075620.2，名稱為雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器的實用新型公開了一種應(yīng)用在供電線路中的控制器，尤其是應(yīng)用于雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制器。因本實用新型的控制電路中采用了以單片機為核心的中央處理單元，并包括有電壓頻率檢測模塊、通信模塊、顯示模塊、指令輸入模塊和工作電源檢測模塊，使本實用新型既具有對雙路電源的電壓、頻率進(jìn)行監(jiān)測并對雙路電源自動進(jìn)行可靠且穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換，同時又具有遙控、遙測、遙調(diào)、遙信的遠(yuǎn)程控制功能。但是該實用新型不具有同期功能，無法進(jìn)行兩個電源的無縫切換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種雙路電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器。本發(fā)明適用于需要監(jiān)測電網(wǎng)電量數(shù)據(jù)的雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器的場合，適用于需要監(jiān)測是否滿足同期條件才能先投入備用電源，后退出工作電源，且不允許短時停電進(jìn)行電源切換的用戶重要場合。
[0005]根據(jù)本發(fā)明一個方面提供的雙路電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，包括模擬量采集單元、信號轉(zhuǎn)換處理單元、同期模塊、雙路電源自動轉(zhuǎn)換模塊、主控制器和驅(qū)動輸出控制模塊；
[0006]其中，所述模擬量采集單元用于采集第一系統(tǒng)電源的第一電壓信號和第一電流信號，采集第二系統(tǒng)電源的第二電壓信號和第二電流信號；
[0007]所述信號轉(zhuǎn)換處理單元用于獲取所述第一電壓信號和所述第一電流信號并根據(jù)所述第一電壓信號、所述第一電流信號生成第一頻率信號和第一相角信號，獲取所述第二電壓信號和所述第二電流信號并根據(jù)所述第二電壓信號、所述第二電流信號生成第二頻率信號和第二相角信號；
[0008]所述同期模塊用于根據(jù)第一電壓信號和第二電壓信號計算電壓差，根據(jù)第一相角信號和第二相角信號計算相角差以及根據(jù)第一頻率信號和第二頻率信號計算頻率差，并根據(jù)所述電壓差、相角差以及頻率差判斷是否滿足同期合閘條件，若滿足合閘條件，則通過主控制器發(fā)出合閘命令，否則發(fā)出報警信號；
[0009]所述雙路電源自動轉(zhuǎn)換模塊用于采集第一系統(tǒng)電源和第二系統(tǒng)電源的開關(guān)信號;
[0010]所述主控制器根據(jù)所述開關(guān)信號通過所述開關(guān)信號控制驅(qū)動輸出控制模塊進(jìn)行合閘操作。
[0011]優(yōu)選地，還包括電流互感器和電壓互感器；
[0012]所述模擬量采集單元通過所述電流互感器和電壓互感器采集第一系統(tǒng)電源的第一電壓信號和第一電流信號，采集第二系統(tǒng)電源的第二電壓信號和第二電流信號。
[0013]優(yōu)選地，還包括智能儀表模塊；
[0014]所述智能儀表模塊用于根據(jù)所述第一電壓信號和所述第一電流信號，計算第一有功功率、第一無功功率以及第一功率因數(shù)；根據(jù)所述第二電壓信號和所述第二電流信號，計算第二有功功率、第二無功功率以及第二功率因數(shù)。
[0015]優(yōu)選地，還包括HMI界面；
[0016]所述HMI界面用于顯示所述第一電壓信號、所述第一電流信號、所述第二電壓信號、所述第二電流信號、所述第一有功功率、所述第一無功功率、所述第一功率因數(shù)、第二有功功率、第二無功功率以及第二功率因數(shù)。
[0017]優(yōu)選地，還包括電池和時鐘電路；所述時鐘電路連接所述主控制器；所述電池連接所述時鐘電路，所述電池用于給所述時鐘電路供電；
[0018]所述時鐘電路用于指示時間。
[0019]優(yōu)選地，還包括溫度傳感器；所述溫度傳感器連接所述模擬量采集單元；所述溫度傳感器用于采集溫度。
[0020]根據(jù)本發(fā)明另一個方面權(quán)利要求1至6任一項所述的雙路電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器的使用方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0021]步驟1:采集第一系統(tǒng)電源的第一電壓信號和第一電流信號，采集第二系統(tǒng)電源的第二電壓信號和第二電流信號；
[0022]步驟2:根據(jù)所述第一電壓信號、所述第一電流信號生成第一頻率信號和第一相角信號，獲取所述第二電壓信號和所述第二電流信號并根據(jù)所述第二電壓信號、所述第二電流信號生成第二頻率信號和第二相角信號；
[0023]步驟3:根據(jù)第一電壓信號和第二電壓信號計算電壓差，根據(jù)第一相角信號和第二相角信號計算相角差以及根據(jù)第一頻率信號和第二頻率信號計算頻率差，并根據(jù)所述電壓差、相角差以及頻率差判斷是否滿足同期合閘條件，若滿足合閘條件，則通過主控制器發(fā)出合閘命令，否則發(fā)出報警信號，并重復(fù)執(zhí)行步驟I至3 ;
[0024]步驟4:所述開關(guān)信號控制驅(qū)動輸出控制模塊根據(jù)所述合閘命令進(jìn)行合閘操作。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0026]1、本發(fā)明增加傳統(tǒng)控制器不具備的實時監(jiān)測電量參數(shù)的功能，可實時顯示監(jiān)測的電流、電壓、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)，相角等電量值，功能增加且便于用戶管理，并可通過對電量參數(shù)的監(jiān)察及時發(fā)現(xiàn)問題；
[0027]2、本發(fā)明將傳統(tǒng)控制器與多功能電表的功能合二為一，降低設(shè)備投入費用，減少設(shè)備管理和維護(hù)的工作量；
[0028]3、本發(fā)明增加同期模塊，從而具備同期監(jiān)測功能，避免了兩個不符合同期條件的電源沖擊合閘，保護(hù)了電路及相關(guān)的電器設(shè)備。
【附圖說明】
[0029]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0030]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明的切換原理示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]本發(fā)明設(shè)立專用交流電壓采樣回路，交流電流采樣回路，通過采集到的電流和電壓，計算出有功功率、無功功率、功率因數(shù)等電量參數(shù)，再通過方波電路得到頻率，實現(xiàn)控制器具有對雙電源電量參數(shù)監(jiān)測的功能。本發(fā)明通過采集到的電壓、頻率、兩路電源間的相角等電量參數(shù)，實現(xiàn)控制器具有對需合閘的兩路電路是否符合同期條件的判斷，并在符合同期條件時發(fā)出同期合閘命令，以實現(xiàn)同期投入備用電源的功能。
[0035]在本實施例中，本發(fā)明提供的雙路電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器，包括模擬量采集單元、信號轉(zhuǎn)換處理單元、同期模塊、雙路電源自動轉(zhuǎn)換模塊、主控制器和驅(qū)動輸出控制模塊；
[0036]其中，所述模擬量采集單元用于采集第一系統(tǒng)電源的第一電壓信號和第一電流信號，采集第二系統(tǒng)電源的第二電壓信號和第二電流信號；
[0037]所述信號轉(zhuǎn)換處理單元用于獲取所述第一電壓信號和所述第一電流信號并根據(jù)所述第一電壓信號、所述第一電流信號生成第一頻率信號和第一相角信號，獲取所述第二電壓信號和所述第二電流信號并根據(jù)所述第二電壓信號、所述第二電流信號生成第二頻率信號和第二相角信號；所述同期模塊用于根據(jù)第一電壓信號和第二電壓信號計算電壓差，根據(jù)第一相角信號和第二相角信號計算相角差以及根據(jù)第一頻率信號和第二頻率信號計算頻率差，并根據(jù)所述電壓差、相角差以及頻率差判斷是否滿足同期合閘條件，若滿足合閘條件，則通過主控制器發(fā)出合閘命令，否則發(fā)出報警信號；所述雙路電源自動轉(zhuǎn)換模塊用于采集第一系統(tǒng)電源和第二系統(tǒng)電源的開關(guān)信號；所述主控制器根據(jù)所述開關(guān)信號通過所述開關(guān)信號控制驅(qū)動輸出控制模塊進(jìn)行