一种节能型应急电源切换系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种节能型应急电源切换系统及方法，包括切换单元控制器，以及分别与切换单元控制器连接的A相切换单元、B相切换单元和C相切换单元；每一相切换单元包括：与市电相应相的输出端连接的第一切换开关组件，以及与应急电源逆变器相应相的输出端连接的第二切换开关组件；所述第一切换开关组件包括：并联连接的市电可控硅和市电接触器；所述第二切换开关组件包括：并联连接的逆变可控硅和逆变接触器。本发明专利技术在应急电源切换中采取长时间工作的继电器/接触器与短时间工作的可控硅组合的方式，通过时序的控制既能满足负载对切换时间≤3ms的要求，同时降低了装置的成本，提高了可靠性，减少了损耗，节省了电能。

【技术实现步骤摘要】
一种节能型应急电源切换系统及方法
本专利技术涉及应急电源可靠切换
，尤其涉及一种节能型应急电源切换系统及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。应急电源作为一种为重要负荷例如消防灯具和设备、化工设备、冶炼设备、电梯等提供后备电源的装置，近些年来的使用范围不断扩大。与早期的普通灯具和消防设备相比，新的应用场合诞生了新的需求。诸如一些化工设备、金卤灯等负载，对切换时间要求极其严格。根据我们的一些研究，需要达到≤3mS的切换时间，才能保证后接设备正常工作或者避免出现重大事故。这就需要在应急电源中设置特殊的切换装置。目前应急电源中一般采取两种切换方式：(1)采用继电器/接触器切换逆变器冷备模式，切换时间可以满足国家标准规定的0.25S；该种方式可靠性高，成本低；但是无法满足应急电源切换时间≤3mS的要求。(2)采用专用的STS(静态转换开关)方式，能够实现≤3mS的切换时间；该种方式切换时间快，但是代价是成本高、可靠性低，相对继电器/接触器的方式，损耗大(可控硅压降一般为1.5V，以300A为例，仅可控硅的损耗就高达1.5*300*3＝1350W，而继电器/接触器的损耗只有50*3＝150W)。由于应急电源平时工作于市电，只有在市电异常时才转为电池逆变输出，而且后接负载较重要，对供电可靠性要求极高。因此如何在满足切换时间的前提下，能够提高整个电源的可靠性并减小损耗，成为行业内亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种节能型应急电源切换系统及方法，将长时间工作的继电器/接触器与短时间工作的可控硅组合，通过时序的控制既能满足负载对切换时间≤3ms的要求，同时降低了装置的成本，提高了可靠性，减少了损耗，节省了电能。本专利技术实施方式的第一个方面，公开了一种节能型应急电源切换系统，包括切换单元控制器，以及分别与切换单元控制器连接的A相切换单元、B相切换单元和C相切换单元；每一相切换单元包括：与市电相应相的输出端连接的第一切换开关组件，以及与应急电源逆变器相应相的输出端连接的第二切换开关组件；所述第一切换开关组件包括：并联连接的市电可控硅和市电接触器；所述第二切换开关组件包括：并联连接的逆变可控硅和逆变接触器。本专利技术实施方式的第二个方面，公开了一种节能型应急电源切换方法，包括：检测到市电出现异常时，市电接触器线圈失电，同时逆变可控硅触发开通，输出逆变信号，应急电源供电；等待市电接触器线圈完全释放，此时市电接触器触点断开，同时逆变接触器线圈得电；等待逆变接触器线圈完全吸合，此时逆变可控硅失去触发关断；等待逆变可控硅完全关断，此时逆变接触器触点接通。进一步地，还包括：市电恢复后，进行逆变器的锁频锁相与锁幅控制；逆变可控硅触发开通，同时逆变接触器线圈关断；等待逆变接触器线圈完全关断，此时逆变器接触器触点断开，同时逆变可控硅失去触发关断，市电可控硅触发开通；等待逆变可控硅完全关断，此时应急电源不输出，同时市电接触器线圈得电，市电输出；等待市电接触器线圈完全吸合，市电可控硅失去触发关断；等待市电可控硅完全关断，此时市电接触器触点闭合。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在应急电源切换中采取长时间工作的继电器/接触器与短时间工作的可控硅组合的方式，通过时序的控制既能满足负载对切换时间≤3ms的要求，同时降低了装置的成本，提高了可靠性，减少了损耗，节省了电能。而且各相使用独立触点，可以在切换过程中更灵活的进行切换控制，进一步减少切换的扰动。本专利技术在切换逻辑的设计中，充分考虑了各种工况，从提高系统可靠性角度提出了切换逻辑，可以实现安全快速的切换；同时加入了硬件互锁电路，确保了系统切换时的安全可靠。本专利技术在锁相过程中，采用独特的锁相方法，即积分法，可以避免常规以容易受干扰的过零点作为判断基准导致的锁相错误，可以提高抗干扰的能力，提高锁相精度。本专利技术在锁幅过程中，对逆变器电压加入调节因子，使三相压差最小。同时对切换条件进行判断，校验三相电压中最大差值是否在允许的范围内，避免了不加入调节因子，单纯的以某一相为基准进行调幅，导致的市电逆变压差较大，切换扰动较大。引入因子后，三相的压差可以维持在一个较小的水平，切换扰动小。本专利技术在市电异常的判断中，采用电压和du/dt瞬时值与加权基准值比较作为判断的依据，与时间因子t结合，可以在各种复杂工况条件下，快速准确的判断出市电异常。本专利技术加入了自学习功能，开机上电后程序首先进行学习，并在此基础上设定更科学的判断条件，避免误判，提高判断的准确性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本专利技术的上述技术即可得知。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明图1示出了本专利技术实施例所提供的一种节能型应急电源切换系统结构示意图；图2示出了本专利技术实施例所提供的一种节能型应急电源切换方法的切换时序图；图3示出了本专利技术实施例所提供的一种锁幅控制流程图；图4示出了本专利技术实施例所提供的一种市电异常检测流程图；图5示出了本专利技术实施例所提供的一种自适应算法流程图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一根据本专利技术实施例，提供了一种节能型应急电源切换系统的实施例，参照图1，包括切换单元控制器，以及分别与切换单元控制器连接的A相切换单元、B相切换单元和C相切换单元；每一相切换单元包括：与市电相应相的输出端连接的第一切换开关组件，以及与应急电源逆变器相应相的输出端连接的第二切换开关组件；第一切换开关组件包括：并联连接的市电可控硅和市电接触器；第二切换开关组件包括：并联连接的逆变可控硅和逆变接触器。应急电源逆变器处于热备状态，并通过电抗器与第二切换开关组件连接。另外，每一个接触器的触点，对应一个反馈触点，反馈触点与切换单元控制器连接，用于向切换单元控制器反馈其对应的接触器触点的开关状态。图1中，市电或逆变正常工作时，接触器吸合，可控硅断开，使损耗降到最低。当需要在市电与逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能型应急电源切换系统，其特征在于，包括切换单元控制器，以及分别与切换单元控制器连接的A相切换单元、B相切换单元和C相切换单元；/n每一相切换单元包括：与市电相应相的输出端连接的第一切换开关组件，以及与应急电源逆变器相应相的输出端连接的第二切换开关组件；/n所述第一切换开关组件包括：并联连接的市电可控硅和市电接触器；所述第二切换开关组件包括：并联连接的逆变可控硅和逆变接触器。/n

【技术特征摘要】
1.一种节能型应急电源切换系统，其特征在于，包括切换单元控制器，以及分别与切换单元控制器连接的A相切换单元、B相切换单元和C相切换单元；
每一相切换单元包括：与市电相应相的输出端连接的第一切换开关组件，以及与应急电源逆变器相应相的输出端连接的第二切换开关组件；
所述第一切换开关组件包括：并联连接的市电可控硅和市电接触器；所述第二切换开关组件包括：并联连接的逆变可控硅和逆变接触器。


2.如权利要求1所述的一种节能型应急电源切换系统，其特征在于，所述每一个接触器的触点，对应一个反馈触点，所述反馈触点与切换单元控制器连接，用于反馈其对应的接触器触点的开关状态。


3.如权利要求1所述的一种节能型应急电源切换系统，其特征在于，所述市电接触器线圈与逆变接触器线圈之间互锁，所述市电可控硅与逆变可控硅之间互锁，实现互锁的器件不会同时导通。


4.一种节能型应急电源切换方法，其特征在于，包括：
检测到市电出现异常时，市电接触器线圈失电，同时逆变可控硅触发开通，输出逆变信号，应急电源供电；
等待市电接触器线圈完全释放，此时市电接触器触点断开，同时逆变接触器线圈得电；
等待逆变接触器线圈完全吸合，此时逆变可控硅失去触发关断；
等待逆变可控硅完全关断，此时逆变接触器触点接通。


5.如权利要求4所述的一种节能型应急电源切换方法，其特征在于，还包括：
市电恢复后，进行逆变器的锁频锁相与锁幅控制；
逆变可控硅触发开通，同时逆变接触器线圈关断；
等待逆变接触器线圈完全关断，此时逆变器接触器触点断开，同时逆变可控硅失去触发关断，市电可控硅触发开通；
等待逆变可控硅完全关断，此时应急电源不输出，同时市电接触器线圈得电，市电输出；
等待市电接触器线圈完全吸合，市电可控硅失去触发关断；
等待市电可控硅完全关断，此时市电接触器触点闭合。


6.如权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，狄国，顾建勇，吴德祥，
申请(专利权)人：山东华天电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37