[go: up one dir, main page]

CN107666176A - 用于监视/控制电源切换开关的设备 - Google Patents

用于监视/控制电源切换开关的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN107666176A
CN107666176A CN201710594771.1A CN201710594771A CN107666176A CN 107666176 A CN107666176 A CN 107666176A CN 201710594771 A CN201710594771 A CN 201710594771A CN 107666176 A CN107666176 A CN 107666176A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
power
power supply
switch
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710594771.1A
Other languages
English (en)
Inventor
A.雷特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schneider Electric SE
Original Assignee
Schneider Electric SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schneider Electric SE filed Critical Schneider Electric SE
Publication of CN107666176A publication Critical patent/CN107666176A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/062—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for AC powered loads
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

旨在监视/控制开关(4，5)的设备，所述开关(4，5)被布置为取决于至少两个电源(1，2)的可用性将所述电源连接到电负载(8)，并且包括：‑监视/控制电路；‑供电总线(63)；‑第一电压转换器和第二电压转换器(61，62)，被布置为分别将第一电源(1)的第一电压(Us1)、和第二电源(2)的第二电压(Us2)转换成用于向供电总线(63)供电的中间电压(Ui)；以及‑第三电压转换器(64)，被布置为将供电总线(63)的电压(Ui)转换成用于向监视/控制电路供电的有用电压(Uc)。本发明还涉及包括这种设备的电源切换开关、以及用于向监视/控制设备供电的方法。

Description

用于监视/控制电源切换开关的设备
技术领域
本发明涉及一种旨在监视/控制至少一个第一开关和一个第二开关的设备，所述至少一个第一开关和一个第二开关被布置为取决于至少一个第一电源和一个第二电源的可用性将所述电源分别连接到电负载。
本发明还涉及一种电源切换开关，其旨在取决于第一电源和第二电源的可用性将所述电源分别连接到电负载。
本发明还涉及一种用于向旨在监视/控制电源切换开关的设备供电的方法。
背景技术
电力的可用性是至关重要的，其中对于医院、对于无法应对不合时宜的停电(outage)的生产行业、或者对于使用大型计算机设施操作的装置。具体而言，电力供应的中断会造成重大的损害：生产的损失、数据的丢失，以及更糟糕的人身伤亡。
为了避免这种后果，使用一般称为电源切换开关的设备：一旦主电源不再可用，电源切换开关就自动将电源切换到第二可用电源。这个第二电源一般是发电机组(generating set)，但可以是不同电线或电气装置的冗余变压器的输出。而且，为了减轻第二电源的任何故障，例如发电机组在电线上的启动或维护操作的故障，具有多个其它电源变得越来越普遍。
第二电源在主电源不可用的时候提供电力。当主电源变得可用时，通常的规则(rule)是，电源切换开关断开第二电源，以便自动地将用户重新连接到主电源。取决于用户的需要，可以存在过渡到回到正常情况的其它方式。
由于操作安全和货物和/或个人的安全是一个因素，因此电源切换开关的操作必须是可靠的且没有误动(malfunction)：例如，不允许同时连接两个或更多个不同步的电源，以防止不可接受的过电流和电压变化。为此，例如，在仅具有两个电源的最简单的切换开关中，其中一个开关的控制与另一个开关的状态传感器串联，并且反之亦然，以确保开关的电自锁(electrical self-locking)。但是，一旦装置有两个以上的电源，布线复杂性就会变大，在安装电源切换开关时具有不正确布线(wiring)的风险。
当电气装置的功率超过几百安培时，这种复杂性进一步增加：所使用的开关可以是提供防止短路的附加功能的电力断路器(circuit breaker)。这些电力断路器比简单的接触器具有更复杂的操作，特别是致动它们需要在打开和闭合之间重新布防(rearming)的步骤，并且它们可以被连接或断开以进行维护操作。因此，与简单接触器(contactor)的情况相比，存在更大量指示其状态的辅助件。
而且，必须保证各个电源及其辅助件之间的电气隔离(electrical isolation)，以防止主电源的电路与第二电源的电路之间的不期望的环路(looping)，这种环路可能导致电源之间的严重短路。
此外，由于电气装置必须根据活动的发展进行调整，并且由于用户对于电力可用增加的需求，有必要能够轻松地修改电源切换开关而不会对商品和个人造成风险。
最后，在电源故障的情况下，能够诊断故障的起源以便尽快纠正故障变得至关重要。
文献FR 3 026 245是已知的，并且描述了旨在确保和促进电源切换开关中的连接的互连设备。这种设备包括预接线(prewiring)，所述预接线促进开关的互连和电源切换开关的监视/控制外壳的互连。虽然它提供了对于简化布线和降低布线错误风险的问题的解决方案，但是互连设备不允许第三电源的容易集成，在这种情况下，有必要创建新的束线(wire harness)。
文献US 7 259 481是已知的，并且描述了能够适应由第二电源输送的电压变化的大范围的电源切换开关。其适于仅具有两个电源的电网，并且在两个电源之间不具有流电分离。整流器级中二极管的故障可能会在主电源的电路和第二电源的电路之间产生无意的(inadvertent)链接，从而导致两个电源之间的短路。此外，本发明专用于低功率装置：用来切换电源的继电器不适于在几个步骤中使用具有打开和关闭模式的电力开关的大功率工业装置。最后，其不允许第三电源的容易集成，因为所使用的继电器只有两个可能的状态。
发明内容
为了纠正现有技术的上述缺点，本发明提供了一种旨在监视/控制至少一个第一开关和一个第二开关的设备，所述至少一个第一开关和一个第二开关被布置为取决于至少一个第一电源和一个第二电源的可用性将所述电源分别连接到电负载，所述设备包括：
-驱动电路，
-监视/控制电路，
-供电总线，
-第一电压转换器，具有链接到第一电源的输入端和连接到供电总线的输出端，并且被布置为将第一电源的第一电压转换成用于向供电总线供电的中间电压，
-第二电压转换器，具有链接到第二电源的输入端和连接到供电总线的输出端，并且被布置为将第二电源的第二电压转换成用于向供电总线供电的中间电压，
-第三电压转换器，被布置为将所述供电总线的中间电压转换成用于向监视/控制电路供电的有用电压。
监视/控制电路优选地包括：
-用于控制开关的激活的电路，和/或
-用于监视开关的状态的电路，和/或
-用于确定电源的可用性的电路。
第一和第二转换装置优选地分别包括在第一电源和供电总线之间以及在第二电源和供电总线之间的流电隔离。
当第一电压高于第一阈值时，第一电压转换器优选地执行第一电源的第一电压到中间电压的转换。完全相同地，当第二电压高于第二阈值时，第二电压转换器执行第二电源的第二电压到中间电压的转换。
中间电压有利地是DC电压。
有用电压优选地基本上等于监视/控制电路的额定工作电压。
当第一电源和第二电源不可用时，备用电力供应设备有利地连接到供电总线，以将中间电压输送到所述供电总线。
备用电力供应设备有利地包括电力存储装置，该电力存储装置被布置为当第一和/或第二电源可用时被充电到存储电压。
根据一个优选实施例，中间电压基本上等于备用设备的电力存储装置的存储电压。
驱动电路优选地连接到用于其电力供应的供电总线。
本发明的另一个主题是一种电源切换开关，其旨在取决于第一电源或第二电源的可用性将所述电源分别连接到电负载，所述电源切换开关包括：
-至少一个第一开关和一个第二开关，
-至少两个控制辅助件，每个辅助件分别旨在控制一个开关，
-一个或多个状态传感器，每个状态传感器分别与一个开关交互，以检测所述开关的状态，以及
-监视/控制设备，具有先前描述的特征中的一个或多个。
优选地，第一转换装置的输入端连接在第一电源和第一开关之间，并且第二转换装置的输入端连接在第二电源和第二开关之间。
本发明还涉及一种用于向旨在监视/控制具有先前描述的特征中的一个或多个的电源切换开关的设备供电的方法，所述方法包括以下步骤：
-通过第一电压转换器将第一电源的第一电压转换成用于向供电总线供电的中间电压，
-通过第二电压转换器将第二电源的第二电压转换成用于向供电总线供电的中间电压，
-通过第三电压转换器将供电总线的电压转换成有用电压。
如果备用电力供应设备存在，那么该方法还包括以下步骤：
-当用于转换第一电压或第二电压的两个装置不可操作时，通过备用电力供应设备将中间电压提供给供电总线，否则，
-当通过用于转换第一电压或第二电压的装置中的至少一个提供中间电压时，对备用电力供应设备的存储装置进行再充电。
因此，向开关的所有辅助件供应流电隔离并且独立于各种电源的单个有用电压，并且具有稳定和受控的振幅。这种布局使得有可能简化辅助件的布线图，并因此最小化布线错误的风险，同时启用对附加电源的轻松扩展。
附图说明
在以下对本发明的特定实施例的描述中，其它优点和特征将变得更加清楚，所述实施例是通过非限制性示例给出的并且在附图中示出，其中：
-图1是具有电源切换开关的电气装置的示意图；
-图2是现有技术中使用的电源切换开关设备的示意图；
-图3是在一个优选实施例中与本发明的监视/控制设备一起使用的电源切换开关设备的示意图；
-图4是图示用于向监视/控制电源电源切换开关的设备供电的方法的流程图。
具体实施方式
在描述中，术语“电源可用”将被用来限定(qualify)具有输送电力的能力的电源。电源可以以多相形式输送电力，在这种情况下一般为三相形式，或者实际上以单相或DC形式输送电力。
术语“开关”将优选地用来指电力断路器，但也可以指接触器、双接触器的轨道之一、继电器(relay)或实际上半导体静态电子开关。
术语“上游连接”将被用来指到电源的链接，并且术语“下游连接”将被用来指到电源接收器的链接。
图1是具有电源切换开关的电气装置的常规示意图。主电源1向一个或多个负载8提供电力。负载8可以是其操作绝不得中断的一个设备或多个设备的集合、包含必须向其连续供电的设备的工业区，或者其电力供应是重要方面的建筑物。在上游连接到电源1并且在下游连接到母线(busbar)7的开关4在电源1和母线7之间建立链接。负载8连接到母线7。开关4可以是接触器、继电器或断路器。
在主电源1不可用的情况下，例如在装置上游断线或短路之后，使用第二电源2继续向负载8供电。这个第二源可以是本地发电机，诸如发电机组。在上游连接到第二电源2并且在下游连接到母线7的开关5在第二电源2和母线7之间建立链接。
情况有可能是第一电源1和第二电源2同时可用。这两个电源一般不同步，因此，由于它们不彼此同相，因此它们不同时连接到母线7是必要的。电源切转开关的一个角色是防止这种情况。为此，如果开关已经闭合，那么互锁(interlocking)设备6防止另一个开关的闭合。相反，两个开关可以同时打开，从而将母线与每个电源分离，例如为了对负载执行维护操作。
图2是现有技术中描述的电源切换开关设备的示意图。设备3旨在监视/控制开关4和5。设备3通过电力供应39从电源1和2供电。这个低功率电力供应链接到电源1和2并且从每个电源吸取(draw)电力，例如在电压调节(regulation)之后通过半导体整流器(图2中未示出)。电路31通过链接33向驱动电路32并向辅助电源切换开关提供与(一个或多个)可用电源相关的信息。所述辅助电源切换开关在上游连接到电源1和2，并且在下游连接到触点36和37。其功能是选择可用电源，以便吸取激活开关4和5所必需的电力，而不会在源1和2之间产生电链接。过电流保护设备11(诸如断路器)保护电源1和电源切换开关38之间的电链接不受链接到电源切换开关38或其下游的短路的任何过电流(overcurrent)影响。同样，过电流保护设备21保护电源2和电源切换开关38之间的电链接不受链接到电源切换开关38或其下游的短路的任何过电流影响。
当电力需求太高时(例如当开关4和5是大功率断路器时)，诸如电力供应39的设备不能用来控制开关的激活。
驱动电路32的功能是取决于关于由电路31输送的电源1和2的可用性的信息来控制触点36和37。
开关4由触点41的集合构成，以便当触点41闭合时在电源1和母线7之间建立链接，并且当触点41打开时打开所述链接。控制辅助件43通过将经由链接44接收的控制转换成打开和闭合触点41的动作来控制触点41的闭合和打开。至少一个状态传感器42给出关于触点41的打开或闭合状态的信息。这个状态传感器一般是称为“辅助件触点”的电触点。它机械链接到触点41，并且不具有到触点41或到控制辅助件43的任何电链接。状态传感器的电触点在触点41打开时优选地闭合，并且在触点41闭合时打开，如图2中所示。
同样，开关5由触点51的集合组成，以便在触点51闭合时在次级电源2和母线7之间建立链接，并且在触点51打开时打开所述链接。控制辅助件53通过将经由链接54接收的控制转换成打开和闭合触点51的动作来控制触点51的闭合和打开。至少一个状态传感器52给出关于触点51的打开或闭合状态的信息。对于传感器42，这个状态传感器是称为“辅助件触点”的电触点。它机械链接到接触件51，并且不具有到触点51或到控制辅助件53的任何电链接。所述状态传感器的电触点在触点51打开时优选地闭合，如图2中所示，并且在触点51闭合时打开。
为了图2的清晰，电源1和母线7之间的链接或者电源2和母线7之间的链接以电流线路的形式示出。在三相网络的情况下，这条线路一般由对应于三相和中性(neutral)导体的的四根导线组成。于是，触点41的集合具有四个触点。触点51的集合同样具有四个触点。其它变型是可能的：对于单相网络，触点的集合将具有两个触点，而对于没有中性点(neutral)的三相网络，触点的集合将具有三个触点。
状态传感器42和52优选地是机电部件。它们也可以是电子设备：传感器经由光学或磁性检测来感测触点41、51的位置；并通过机电继电器、静态电子触点或数字通信总线输出“全有或全无”形式的位置信息。
触点36经由链接55链接到状态传感器52，所述状态传感器52本身经由链接44链接到开关4的控制辅助件43。
以相同的方式，触点37经由链接45链接到状态传感器42，状态传感器42本身经由链接54链接到开关5的控制辅助件53。
触点36的闭合控制向控制辅助件43供给电力，该控制辅助件43链接到开关4的触点41，以便在状态传感器52闭合时致动(actuate)触点41的闭合。因此，电源1和母线7之间的链接由触点41建立，并且负载8被供给电力。当触点52打开时，与闭合的触点51相对应，触点36的闭合对触点41没有影响。因此不可能同时闭合触点41和51，由此构成开关4和5的电互锁。
以相同的方式，触点37的闭合控制向机械链接到开关5的触点51的控制辅助件53供给电力，以便在触点41打开时致动触点51的闭合。因此，建立了电源2和母线7之间的链接，并且向负载8供给电力。
如图2中所示，如果主电源1可用，那么驱动电路32发送闭合触点36的命令和打开触点37的命令。辅助电源切换开关38在电源1和接触点36和37的共同点之间形成链接。因此，闭合触点36的命令将具有向开关4的控制辅助件43供给电力并激活开关4的闭合的效果，而打开触点37的命令将具有切断对开关5的机电设备53的供电并打开开关5的效果。连接到母线7的负载8将由电源1供电。电源2将被隔离并且不连接到母线7。
在电源1不可用的情况下，并且如果第二电源2可用，那么驱动电路32控制触点36打开并且触点37闭合。因此，开关4将被打开并且开关5将被闭合，并且连接到母线7的负载8将由次级电源2供给电力。电源1将被隔离并且不链接到母线7。
在两个电源都不可用的情况下，电力供应39没有电源，监视/控制设备3不操作，触点36和37打开并且，因此，开关4和5打开并且负载8没有被供给电力。
由于电源切换开关是在紧急情况下用来向关键负载提供备用电力供应的设备，因此其操作必须非常可靠。特别地，电源1和次级电源2一般必须不同时链接到母线7。因此，图2中的示意图图示了电互锁的一种特别简单的方法，该方法需要驱动电路32中有限的数据处理装置。
但是，这种类型的电源切换开关具有缺点：
-两个以上的电源的使用使布线图迅速复杂化。具体地，如果n个电源可用，那么有必要串联放置n-1个状态传感器42、52，以便仅当其它所有触点都打开时才允许单个触点41、41闭合。这种复杂性体现在大量的布线，
-由于控制单元43、53的电力供应直接取自到主电源1和次级电源2的链接，因此电压的任何变化或扰动都将被传递到控制辅助件。特别地，由于第二电源2常常是可以具有取决于其负载并取决于其调节(regulation)质量而波动的转速的发电机组，因此所输送的电压可以在控制辅助件的规格(specification)之外。在其规格之外的电压范围内供电的辅助件可能会被损坏或低效地操作，最后
-两个电源1、2之间的电气隔离可能由于辅助电源切换开关38中触点的电平处的隔离故障、或者实际上由于所述触点的闭合的同步中的故障而被断开，这可能导致电源1和第二电源2之间的短路。为了消除这种风险，必须使用保护装置11和21(诸如断路器或熔丝)。这增加了电源切换开关的成本和布线。
图3是在一个优选实施例中与本发明的监视/控制设备3一起使用的电源切换开关设备的示意图。
AC/DC电压转换器61连接在电源1和供电总线63之间。这个转换器将由电源1(例如400伏50Hz)生成并施加到其输入端的第一电压Us1转换成中间电压Ui，该中间电压Ui由其输出端输送到供电总线63，例如24伏，这个值是作为非限制性示例给出的。AC/DC电压转换器61是在施加到其输入端的第一电压Us1一旦超过第一最小阈值Us1_mini(例如，Us1_mini＝50伏)就执行电压转换的自主组件。
第二AC/DC电压转换器62连接在次级电源2和供电总线63之间。
与转换器61完全相同地，第二电压转换器62将由次级电源2生成并施加到其输入端的第二电压Us2转换成中间电压Ui，该中间电压Ui由其输出端输送到供电总线63。第二电压Us2一旦超过第二最小阈值Us2_mini，它就自主地执行电压转换。
根据一个优选实施例，第一电压Us1和第二电压Us2是AC电压，并且中间电压Ui是DC电压。
在电压转换器61和62的输入端处的电压阈值Us1_mini和Us2_mini的值是彼此独立。出于实际的原因，由于AC/DC转换器61和62优选地完全相同，并且由于第一和第二电压Us1和Us2的振幅一般接近，因此阈值Us2_mini优选地基本上等于阈值Us1_mini。
电压转换器61和62有利地被设计为在输入电压Us1和Us2的大范围上操作，以便允许电源切换开关设备安装在高度变化的使用条件下，而无需特别的适应或大量的工业变型。例如，AC/DC电压转换器61或62可接受的电压Us1或Us2的范围是60伏至600伏。而且，电压转换器61和62根据已知技术进行布置，以便在电气装置中在不改变的情况下进行操作，所述电气装置的电源1和2的频率在几赫兹到几百赫兹之间，例如从16.33Hz到400Hz。
每个电压转换器61、62有利地在其输入端和其输出端之间具有内部流电隔离。这种隔离一般经由变压器实现。在转换器的输入端和输出端之间没有直接链接，电力的输送经由变压器中磁通的交换而发生。因此，电源1和2之间无意电链接的风险极低。
供电总线63优选地向驱动电路32供给电力。所述驱动电路32连接到监视/控制电路65、66，以便取决于电源1或2的可用性来控制开关4和5，以及以监视控制是否已正确执行。可选地，驱动电路32可以包括通信链接67，其旨在向外部设备(例如主管(supervisor))传送状态信息或从其接收控制。这种链接67对于诊断异常操作特别有用，因为它使得能够反馈关于电源1、2和状态传感器42、52的可用性的信息。
DC/AC电压转换器64的输入端连接到供电总线63。电压转换器64将存在于其输入端上的中间电压Ui转换成用于供应监视/控制电路的有用电压Uc。中间电压Ui一旦存在于其输入端，电压转换器64就执行电压转换。
有用电压Uc独立于电压Us1、Us2或Ui，因此可以自由选择电压Uc的振幅的值。
实际上，为监视/控制电路所选择的额定工作电压设置电压转换器所提供的有用电压Uc的振幅，并且它优选地是在欧洲或美国常用的值之一，或者符合当地标准来设置。例如，具有240伏振幅和50Hz频率的有用电压Uc适用于欧洲和中国的许多监视/控制电路，特别是用于控制辅助件43、53或状态传感器42、52。具有400伏振幅和50Hz频率的有用电压Uc在工业环境中也是非常普遍的。对于美国市场，具有120伏振幅和60Hz频率的有用电压将是非常合适的。因此，监视/控制电路的成本和可用性是最优的，因为这些电路将是非常普遍的。尽管如此，DC/AC电压转换器64的使用使得有可能考虑电气装置的本地规格。因此，有可能提供另一个电压振幅和另一个频率，而不必改变电压转换器64：为了定义有用电压Uc的振幅和频率，转换器的配置可以例如在工厂中执行、在电源切换开关的制造期间执行、或者在现场安装期间执行。
DC/AC转换器64的使用使得有可能独立于由电源1或2输送的电压Us1或Us2的波动来保证有用电压Uc的电压和稳定频率。因此，监视/控制电路在为其设计的额定电压范围内操作。因此，由于在规格之外操作而导致所述电路误动的风险被消除。而且，有可能使用其供电电压范围小的监视/控制电路，且因此使用成本较低的电路。
监视/控制电路包括：
-用于控制开关的激活的电路65，和/或
-用于监视开关的状态的电路66，和/或
-用于确定电源的可用性的电路31。
电路65控制开关4和5的激活。它在上游连接到驱动电路32，以便接收打开或闭合开关4和5的命令，并且在下游连接到链接45和55。
从电路65发出的、激活开关4的控制经由链接55被路由到状态传感器52。当状态传感器52闭合时，控制经由链接44被路由到开关4的控制辅助件43。激活开关5的控制将遵循经由链接45、状态传感器42、链接54和控制辅助件53的相似路径。
以与图2相同的方式，开关4和5互锁。
电路65连接在DC/AC转换器64的下游，用于其电力供应。它接收电压Uc。
电路66旨在监视状态传感器42和52的状态。它在上游连接到驱动电路32并在下游连接到状态传感器42和52。在一个优选实施例中，电路66偏置(bias)开关1和2的状态传感器42和52，以便确定所述触点是打开还是闭合，并将状态传感器的状态发送到驱动电路32。
状态监视电路66可以包括其它输入：例如，当开关4、5是可断开的电力断路器时，电路66可以包括与开关4、5的连接或断开状态、或者布防(armed)或触发状态相关的输入。
电路66连接在DC/AC转换器64的下游，用于其电力供应。它接收电压Uc。
为了降低制造成本和/或简化功能，电路65和66可以被布置在单个模块中，该模块通过用于其电力供应的单个链接连接在DC/AC转换器64的下游。
电路31向驱动电路32提供关于电源1、2的可用性的信息。它可以从供电总线63接收其电力供应或者连接在DC/AC转换器64的下游。在一个优选实施例中，电路31直接从其所链接的电源1和2吸取其电力，如图3中所示。
可选地，备用电力供应设备68连接到供电总线，以便在第一电源和第二电源1、2不可用时将电力输送到供电总线63。电力供应设备68优选地由图3中未示出的电力存储装置(诸如电池或电容器集合)组成。它包括再充电电路，当至少一个转换器61、62在操作时，该再充电电路用于利用处于存储电压Ust的电力给存储装置再充电。它还包括使得在两个转换器61和62不操作时有可能检测供电总线上中间电压Ui的不存在的电路；以及用于在这种情况下通过从电力存储装置吸取必要电力来将中间电压Ui输送到供电总线的电路。
中间电压Ui独立于电源电压Us1、Us2以及有用电压Uc。因此中间电压Ui可以自由选择。优选地将其设置为允许使设计简单的值。在备用电力供应设备68连接到供电总线63的情况下，将电压Ui设置为与基本上等于备用设备68的电力存储装置的额定存储电压Ust的值是有益的。例如，Ust＝24伏或48伏，这是对于使用一个或多个串联安装的电池的存储装置通常所采用的电压。在没有备用电力供应设备68的情况下，可以设置中间电压Ui，以适应于驱动电路32的电力供应，例如5或12伏。更一般地说，中间电压Ui越高，供电总线63中的电流越低。通过焦耳加热损失的电力将越低。
驱动电路32优选地包括人机接口，从而使得操作者能够执行用于监视或控制电源切换开关的任何操作，例如在维护阶段。有利地，当没有可用的电源并且备用电力供应设备68存在时，操作者将能够查看由电路31给出的第一电源和第二电源1和2的可用性状态以及由状态监视电路66给出的开关4和5的状态，以进行诊断。
作为变型，AC/DC电压转换器61、62可以通过图3中未示出的直接链接将关于电源1、2的可用性的信息直接提供给驱动电路32。因此不再需要用于确定电源的可用性的电路31，并降低了驱动电路32的成本。
如图3中所示的监视/控制设备3的体系架构有几个优点：
-通过添加与附加电源1、2一样多的AC/DC电压转换器61、62，监视/控制设备3可以容易地适应于具有n个源的配置，
-确保控制辅助件、监视/控制电路和电源之间的流电隔离；
-控制辅助件被供给独立于第一和第二电源电压Us1和Us2的有用电压Uc。因此，控制辅助件的工作电压可以被标准化，由此使得能够减少控制辅助件的变型的数量，从而导致产品成本的节省；
-有用电压Uc独立于电源电压Us1或Us2之一、或者所述电压Us1或Us2的分量、或者实际上中间电压Ui。当中性点不分布在电源1和2的下游时，这种优点在三相配电方案中是特别有利的。与图2中所示的现有技术中描述的设备相反，有可能向监视/控制电路供给处于等于简单电压的电压的电力：为了说明该优点，当在相之间的Us1和Us2等于400伏时，有用电压Uc可以设置为240伏。这个优点使得有可能使用具有240伏供电电压、并且比在400伏电压下操作的等效电路更便宜和更常见的监视电路。由于用于向控制辅助件43和53供给电力的连接直接源自电源，因此不可能利用现有技术的设备来实现这种配置，因此当电源不存在时无法连接到中性链接。
图4是用于向旨在监视/控制电源切换开关的设备3供电的方法的流程图。
步骤100包括通过第一电压转换器61将第一电源1的第一电压Us1转换成用于向供电总线63供电的中间电压Ui。
并行地，步骤101包括通过第二电压转换器62将第二电源的第二电压Us2转换成用于向供电总线63供电的中间电压Ui。
在前述步骤中的一个或另一个之后，步骤102包括将供电总线63的中间电压Ui转换成有用电压Uc。
当第一电源1和第二电源2不可用时，并且在不存在备用电力供应设备68的情况下，不执行步骤102，因此不提供有用电压Uc。
当备用电力供应设备68存在时，出现两种情况：
-当通过转换第一或者第二电压Us1或Us2而不输送中间电压Ui时，执行步骤103：备用电力供应设备68提供在供电总线63上可用的中间电压Ui，并且可以执行步骤102，
-当通过转换第一或者第二电压Us1或Us2而输送中间电压Ui时，执行步骤102并且并行地执行步骤104：备用电力供应设备68通过从供电总线63吸取电力来对其存储装置进行再充电。

Claims (14)

1.设备(3)，其旨在监视/控制至少一个第一开关和一个第二开关(4，5)，所述至少一个第一开关和一个第二开关(4，5)被布置为取决于至少一个第一电源(1)和一个第二电源(2)的可用性将所述电源分别连接到电负载(8)，所述设备包括驱动电路(32)和监视/控制电路，其特征在于，其包括：
-供电总线(63)，
-第一电压转换器(61)，具有链接到第一电源(1)的输入端和连接到供电总线(63)的输出端，并且被布置为将第一电源的第一电压(Us1)转换成用于向供电总线(63)供电的中间电压(Ui)，
-第二电压转换器(62)，具有链接到第二电源(2)的输入端和连接到供电总线(63)的输出端，并且被布置为将第二电源(2)的第二电压(Us2)转换成用于向供电总线(63)供电的中间电压(Ui)，
-第三电压转换器(64)，被布置为将供电总线(63)的中间电压(Ui)转换成用于向监视/控制电路供电的有用电压(Uc)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述监视/控制电路包括：
-用于控制开关的激活的电路(65)，和/或
-用于监视开关的状态的电路(66)，和/或
-用于确定电源的可用性的电路(31)。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，第一和第二转换装置(61，62)分别包括在第一电源(1)和供电总线(63)之间以及在第二电源(2)和供电总线(63)之间的流电隔离。
4.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，当第一电压(Us1)高于第一阈值(Us1_mini)时，第一电压转换器(61)执行第一电源的第一电压(Us1)到中间电压(Ui)的转换，并且，当第二电压(Us2)高于第二阈值(Us2_mini)时，第二电压转换器(62)执行第二电源的第二电压(Us2)到中间电压(Ui)的转换。
5.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，中间电压(Ui)是DC电压。
6.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于有用电压(Uc)基本上等于监视/控制电路的额定工作电压。
7.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，当第一电源和第二电源(1，2)不可用时，备用电力供应设备(68)连接到供电总线，以将中间电压(Ui)输送到供电总线。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，备用电力供应设备(68)包括电力存储装置，该电力存储装置被布置为当第一电源和/或第二电源(1，2)可用时被充电至存储电压(Ust)。
9.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，中间电压(Ui)基本上等于备用设备(68)的电力存储装置的存储电压(Ust)。
10.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，驱动电路(32)连接到用于其电力供应的供电总线(63)。
11.电源切换开关，其旨在取决于第一电源或第二电源(1，2)的可用性将所述电源分别连接到电负载(8)，所述电源切换开关包括：
-至少一个第一开关和一个第二开关(4，5)，
-至少两个控制辅助件(43，53)，每个辅助件分别旨在控制一个开关(4，5)，以及
-一个或多个状态传感器(42，52)，每个状态传感器分别与一个开关(4，5)交互，以检测所述开关的状态，
其特征在于，其包括如权利要求1至10中任一项所述的监视/控制设备。
12.如权利要求11所述的电源切换开关，其特征在于，第一转换装置(61)的输入端连接在第一电源(1)和第一开关(4)之间，并且第二转换装置(62)的输入端连接在第二电源(2)和第二开关(5)之间。
13.用于向旨在监视/控制如权利要求11或12所述的电源切换开关的设备供电的方法，
其特征在于其包括以下步骤：
-通过第一电压转换器(61)将第一电源(1)的第一电压(Us1)转换成用于向供电总线(63)供电的中间电压(Ui)，
-通过第二电压转换器(62)将第二电源(2)的第二电压(Us2)转换成用于向供电总线(63)供电的中间电压(Ui)，
-通过第三电压转换器将供电总线的中间电压(Ui)转换成有用电压(Uc)。
14.如权利要求13所述的用于向旨在监视/控制电源切换开关的设备供电的方法，其特征在于，如果备用电力供应设备(68)存在，则该方法包括以下步骤：
-当用于转换第一电压(Us1)或第二电压(Us2)的两个装置(61，62)不可操作时，通过备用电力供应设备(68)将中间电压(Ui)提供给供电总线(63)，否则，
-当通过用于转换第一电压(Us1)或第二电压(Us2)的装置(61，62)中的至少一个提供中间电压(Ui)时，对备用电力供应设备(68)的存储装置进行再充电。
CN201710594771.1A 2016-07-27 2017-07-20 用于监视/控制电源切换开关的设备 Pending CN107666176A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1657195A FR3054737B1 (fr) 2016-07-27 2016-07-27 Dispositif de controle-commande d'un inverseur de sources
FR1657195 2016-07-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107666176A true CN107666176A (zh) 2018-02-06

Family

ID=57233627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710594771.1A Pending CN107666176A (zh) 2016-07-27 2017-07-20 用于监视/控制电源切换开关的设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180034316A1 (zh)
EP (1) EP3276769A1 (zh)
CN (1) CN107666176A (zh)
AU (1) AU2017208281A1 (zh)
BR (1) BR102017014317A2 (zh)
FR (1) FR3054737B1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114696289A (zh) * 2020-12-28 2022-07-01 浙江正泰电器股份有限公司 智能断路器、断路器控制方法及存储介质

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3081608B1 (fr) * 2018-05-28 2021-01-22 Amc Inverseur de source de courant pour centrale nucleaire
IT201900015959A1 (it) * 2019-09-10 2021-03-10 Fpt Ind Spa Assieme di alimentazione di potenza elettrica
US11221658B2 (en) * 2020-01-16 2022-01-11 Alpha And Omega Semiconductor (Cayman), Ltd. Multi-port power delivery system and related control method
BE1029405B1 (de) * 2021-05-17 2022-12-13 Phoenix Contact Gmbh & Co Schaltungsanordnung zur redundanten Versorgung mindestens zweier Stromkreise
CN115184789B (zh) * 2022-07-15 2024-01-23 苏州西门子电器有限公司 自动转换开关测试装置和方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7259481B2 (en) * 2003-02-28 2007-08-21 Kohler Co. Automatic transfer switch capable of receiving input power having voltage within a wide range
US7521884B2 (en) * 2006-10-30 2009-04-21 Square D Company Apparatus and method for controlling a transfer switch mechanism
FR2930084B1 (fr) * 2008-04-09 2012-06-08 Thales Sa Procede de gestion d'un reseau electrique
FR3026245B1 (fr) * 2014-09-18 2017-10-06 Schneider Electric Ind Sas Dispositif d'interconnexion electrique pour inverseur de source, et inverseur de source comprenant un tel dispositif

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114696289A (zh) * 2020-12-28 2022-07-01 浙江正泰电器股份有限公司 智能断路器、断路器控制方法及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
FR3054737B1 (fr) 2020-01-17
EP3276769A1 (fr) 2018-01-31
AU2017208281A1 (en) 2018-02-15
US20180034316A1 (en) 2018-02-01
FR3054737A1 (fr) 2018-02-02
BR102017014317A2 (pt) 2018-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7446437B2 (en) Apparatus and method for preventing an electrical backfeed
CN107666176A (zh) 用于监视/控制电源切换开关的设备
US7129599B2 (en) Dual feed power supply systems with enhanced power quality
CN107819357B (zh) 带有故障位置检测的隔离并联ups系统
USRE39710E1 (en) System for providing assured power to a critical load
US20150035358A1 (en) Electrical power management system and method
US20150162782A1 (en) Method and system for a dual conversion uninterruptible power supply
JP5410837B2 (ja) 変圧器の負荷切替装置
EP2891219B1 (en) System and method for power transmission with cable segment failover support
EP1465318A2 (en) Uninterruptible power supply system
US12334775B2 (en) Power supply system and control method
US12074473B2 (en) Changeover device, retrofit kit and method for supplying electrical power to a load
US10804696B2 (en) Power distribution system and method
KR101021598B1 (ko) 순간정전 보상장치
JP4476980B2 (ja) 無瞬断切替装置
KR101002263B1 (ko) 이중전원을 설정전압에 따라 자동절체시킨 자동전압절체기
JP2016049011A (ja) 無停電電源装置
JP7353357B2 (ja) 電源供給装置及び電源供給システム
JP5707184B2 (ja) 配電システム
US12132346B2 (en) UPS module and UPS module control method
JP2020068636A (ja) 電力供給システム、電力供給装置および電力供給方法
JPH01194222A (ja) 電源開閉装置
HU190049B (en) Non stop supply source of transformer

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180206