一种双电源快速切换系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双电源快速切换系统，包括1#进线电源、2#进线电源、1#进线PT、2#进线PT、快切装置、母线1、母线2、1#电机、2#电机和5个断路器，所述5个断路器分别为：1DL、2DL、3DL、4DL、5DL，所述1#进线电源与所述1DL和所述1#进线PT分别连接，所述1DL连接至母线1，所述母线1通过4DL连接至1#电机，所述2#进线电源与所述2DL和所述2#进线PT分别连接，所述2DL连接至母线2，所述母线2通过5DL连接至2#电机，所述母线1和母线2直接连接有3DL，所述快切装置与所述断路器之间通过信号连接；能大大提高煤矿通风系统用电切换的成功率，避免非同期切换对设备的冲击损坏。

A Fast Switching System with Dual Power Supply

【技术实现步骤摘要】
一种双电源快速切换系统
本专利技术属于矿井通风
，具体涉及一种双电源快速切换系统。
技术介绍
矿井主通风机是煤矿的关键设备之一，其任务是向井下作业场所连续不断地输送新鲜空气，以冲淡并排出井下煤岩层中涌出或在煤炭生产过程中产生的一切有毒、有害、有窒息性、可燃烧或爆炸性的气体、粉尘和水蒸气，进而调节井下的气候条件，创造良好的生产环境，保证机械设备的正常运转，保障作业人员的健康和安全，达到安全生产的目的；因为《煤矿安全规程》规定，煤矿在地面必须安装2套等能力的主通风装置，其中1套备用，必须保证主通风机的连续运转，当通风机停止5分钟以上，就要求切断井下工作电源，井下工作人员必须撤离到安全区，通风机停止超过10分钟以上，就视为煤矿特大事故，所有人员必须撤离井下。所以每个煤矿都得制定主通风系统停风紧急预案。据不完全统计，造成煤矿大范围停风的原因有三点：(1)上级输电单位或输电线路发生故障；(2)主扇配电室开关柜发生故障；(3)主扇风机发生故障；第二点和第三点故障可以通过日常检修避免，而第一点故障是不可预见的。所以，造成煤矿大范围停风的80％原因是由于外部电源失电引起的，一旦某一路外部电源出现故障，必须在最短时间内切换到另一路电源。而目前，大多数煤矿对于风机电源的切换都是靠人工完成，在正常倒机情况下下，经过培训的技术操作人员都能完成此项工作，但在出现外部电源失电情况下，操作人员由于紧张，在切换时间上必然会滞后，且还可能因操作不当，引起更大的故障发生。因此，在煤矿通风装置中，需要提供一种能够自动快速切换的系统是非常必要的。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种双电源快速切换系统，可以实现在正常情况下，备用电源与工作电源之间双向切换；故障或不正常情况下，工作电源向备用电源单向切换；能大大提高煤矿通风系统用电切换的成功率，避免非同期切换对设备的冲击损坏，简化切换操作并减少误操作，提高通风机的安全运行和自动控制水平。本专利技术提供了一种双电源快速切换系统，所述双电源快速切换系统包括1#进线电源、2#进线电源、1#进线PT、2#进线PT、快切装置、母线1、母线2、1#电机、2#电机和5个断路器，所述5个断路器分别为：1DL、2DL、3DL、4DL、5DL，所述1#进线电源与所述1DL和所述1#进线PT分别连接，所述1DL连接至母线1，所述母线1通过4DL连接至1#电机，所述2#进线电源与所述2DL和所述2#进线PT分别连接，所述2DL连接至母线2，所述母线2通过5DL连接至2#电机，所述母线1和母线2直接连接有3DL，所述快切装置与所述断路器之间通过信号连接。优选地，所述快切装置与所述断路器之间通过以下信号连接：合闸指令、分闸指令、开关状态。优选地，所述快切装置采用双CPU加PLD结构。优选地，所述快切装置包括模拟信号输入器、、过零比较器、CPU处理器、打印机、光子牌、液晶显示器、开关量信号输入器、光电隔离器、PLD逻辑器件、动作断路器、键盘和上位机，所述CPU处理器包括CPU1和CPU2，所述模拟信号输入器通过连接至所述CPU1的A/D端口，所述过零比较器一端连接在所述互感器隔离装置和A/D端口之间，另一端连接至所述CPU1的HIS端口，所述打印机、光子牌、液晶显示器、CPU2的I2C总线分别与所述CPU1连接，所述开关量信号输入器、光电隔离器、PLD逻辑器件、动作断路器依次连接，所述PLD逻辑器件连接至所述光电隔离器的一端连接至所述CPU1的一个端口，所述PLD逻辑器件的另一端与所述CPU1互相连接,所述键盘和上位机分别与所述CPU2连接，所述液晶显示器连接至所述CPU2。优选地，所述CPU1监测所述双电源快速切换系统的模拟量信号和开关量信号，在切换过程中记录切换数据，其高速输入HSI的分辨率为1.33μS。优选地，所述CPU2用于完成人机对话处理及显示功能，所述CPU1和所述CPU2之间通过I2C总线方式联络。优选地，所述双电源快速切换系统的切换方式包括正常切换、不正常切换和故障切换，所述正常切换和故障切换都分别包括串联切换和并联切换。优选地，所述故障切换的串联切换和并联切换方式具体为：串联切换，由反映工作电源故障的保护出口起动装置，先跳开工作电源，如此时同期条件满足并确认工作电源已跳开，然后合上备用电源；并联切换，由反映工作电源故障的保护出口起动装置发出工作电源跳闸命令，如此时同期条件满足，装置同时发出备用电源合闸命令。优选地，所述不正常切换是由母线非故障性低压引起的切换，由工作电源切换至备用电源，所述不正常切换分为以下两种情况：a.母线三相电压持续低于设置值的时间超过所设定的延时，装置自动跳开工作电源，投入备用电源；b.由于工作电源断路器误跳，装置自动投入备用电源。优选地，所述双电源快速切换系统包括以下启动方式：手动起动，手动起动方式多用于进线检修或故障后进线恢复时使用，由人工通过开入量起动装置的切换功能。保护起动，将线路/线变组/主变等电源侧设备的快速主保护接点引入到快切装置中，系统正常运行时，一旦检测到电源侧主保护动作，系统立即起动切换，断开故障线路，投入备用电源。误跳起动，当系统正常运行时，若本处于合位的开关跳开且进线无流，则装置起动切换，合上另一侧电源以保证母线供电。失压起动，装置提供失压检进线电压和失压检进线电流两种判据供用户选择，并通过“失压起动检进线U”控制字来进行选择。和最接近的现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术所提供的一种双电源快速切换系统,采用本专利技术的方案能够实现：(1)在切换过程中，装置实时跟踪开关两侧电源的电压、频率和相位，并提供了多种可靠的起动方式和切换实现方式，能够保证快速安全的投入备用电源，同时不会对电动机造成大的冲击。(2)能随时实现主通风机两趟电源的自由无缝切换，方便维护人员及时检修且降低了劳动强度。(3)当某一路电源出现问题后，在不需要人员参与的情况下自动无缝切换到另外一路电源，提高了通风机的安全性和可靠性。(4)解决了因维护人员操作不当而引起的对主通风机电动机的绝缘伤害，提高了电动机的寿命。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1为本专利技术一种双电源快速切换系统的电动机切换的等值电路图；图2为本专利技术一种双电源快速切换系统的电动机切换的等值电路对应的向量图；图3为本专利技术一种双电源快速切换系统的电动机切换的母线残压向量轨迹图；图4为本专利技术一种双电源快速切换系统的系统结构示意图；图5为本专利技术一种双电源快速切换系统的快切装置结构示意图；图6为本专利技术一种双电源快速切换系统的手动并联切换方式逻辑示意图；图7为本专利技术一种双电源快速切换系统的故障并联切换逻辑示意图；图8为本专利技术一种双电源快速切换系统的手动及故障串联切换逻辑示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。为了彻底了解本专利技术实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本专利技术实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。本实施例以电动机负载变电所母线在系统失电情况下的残压变换暂态过程作为对象，结合图1-图2，图1为本专利技术一种双电源快速切换系统的电动机切换的等值电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双电源快速切换系统，其特征在于，所述双电源快速切换系统包括1#进线电源、2#进线电源、1#进线PT、2#进线PT、快切装置、母线1、母线2、1#电机、2#电机和5个断路器，所述5个断路器分别为：1DL、2DL、3DL、4DL、5DL，所述1#进线电源与所述1DL和所述1#进线PT分别连接，所述1DL连接至母线1，所述母线1通过4DL连接至1#电机，所述2#进线电源与所述2DL和所述2#进线PT分别连接，所述2DL连接至母线2，所述母线2通过5DL连接至2#电机，所述母线1和母线2直接连接有3DL，所述快切装置与所述断路器之间通过信号连接。

【技术特征摘要】
1.一种双电源快速切换系统，其特征在于，所述双电源快速切换系统包括1#进线电源、2#进线电源、1#进线PT、2#进线PT、快切装置、母线1、母线2、1#电机、2#电机和5个断路器，所述5个断路器分别为：1DL、2DL、3DL、4DL、5DL，所述1#进线电源与所述1DL和所述1#进线PT分别连接，所述1DL连接至母线1，所述母线1通过4DL连接至1#电机，所述2#进线电源与所述2DL和所述2#进线PT分别连接，所述2DL连接至母线2，所述母线2通过5DL连接至2#电机，所述母线1和母线2直接连接有3DL，所述快切装置与所述断路器之间通过信号连接。2.根据权利要求1所述的双电源快速切换系统，其特征在于，所述快切装置与所述断路器之间通过以下信号连接：合闸指令、分闸指令、开关状态。3.根据权利要求1所述的双电源快速切换系统，其特征在于，所述快切装置采用双CPU加PLD结构。4.根据权利要求3所述的双电源快速切换系统，其特征在于，所述快切装置包括模拟信号输入器、、过零比较器、CPU处理器、打印机、光子牌、液晶显示器、开关量信号输入器、光电隔离器、PLD逻辑器件、动作断路器、键盘和上位机，所述CPU处理器包括CPU1和CPU2，所述模拟信号输入器通过连接至所述CPU1的A/D端口，所述过零比较器一端连接在所述互感器隔离装置和A/D端口之间，另一端连接至所述CPU1的HIS端口，所述打印机、光子牌、液晶显示器、CPU2的I2C总线分别与所述CPU1连接，所述开关量信号输入器、光电隔离器、PLD逻辑器件、动作断路器依次连接，所述PLD逻辑器件连接至所述光电隔离器的一端连接至所述CPU1的一个端口，所述PLD逻辑器件的另一端与所述CPU1互相连接,所述键盘和上位机分别与所述CPU2连接，所述液晶显示器连接至所述CPU2。5.根据权利要求4所述的双电源快速切换系统，其特征在于，所述CPU1监测所述双电源快速切换系统的模拟量...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志鸥，李中珠，曹灿，
申请(专利权)人：徐州矿达机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32