高壓雙電源智能控制系統的研制

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，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1，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。

圖1 裝置本體

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%?？刂破麟娫措妷簽?20V（50Hz/60Hz）或12V/24V直流電源。

圖2 控制器的結構

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。