專利名稱：三相380v電源自動(dòng)切換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鐵路信號(hào)技術(shù)領(lǐng)域的電保護(hù)器，亦可在其他三相供電領(lǐng)域應(yīng)用，具體說是自動(dòng)追蹤主供電電源、自動(dòng)檢測(cè)相序、相壓、缺相，主備路供電動(dòng)切換并實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)的一種裝置。
鐵路運(yùn)輸在我國國民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要地位，為保證鐵路運(yùn)輸暢通無阻，必須保證鐵路信號(hào)電氣集中設(shè)備不間斷工作，其先決條件是提供不間斷供電，然而在實(shí)際工況中經(jīng)常會(huì)由于相壓降低、缺相、相序錯(cuò)誤使供電發(fā)生障礙，有待人工處理，使運(yùn)輸不能正常發(fā)揮作用，對(duì)國計(jì)民生造成巨大損失。
本實(shí)用新型的目的是提供在主、備兩路電源供電時(shí)，主電源為電氣集中設(shè)備專用一級(jí)供電，備電源為多種用戶供電，在主電源任一相發(fā)生缺相，相壓低于或超出規(guī)定值，相序錯(cuò)誤時(shí)立即停止主電源供電，自動(dòng)切換由備電源供電，主電源一經(jīng)恢復(fù)正常，立即自動(dòng)追蹤主電源供電，切換時(shí)間短，不會(huì)影響電氣集中設(shè)備的不間斷運(yùn)用，并對(duì)主電源實(shí)行相電流檢測(cè)，發(fā)生過電流時(shí)自動(dòng)換至備電源，經(jīng)一定延時(shí)后，再恢復(fù)主電源供電，連續(xù)發(fā)生過電流自動(dòng)切斷供電回路，自動(dòng)記錄相壓低、超壓、相序錯(cuò)誤、過流次數(shù)，并對(duì)主備二路電源實(shí)行機(jī)械和電氣雙重聯(lián)鎖，保證一路供電的一種三相380V電源自動(dòng)切換裝置。
為完成上述的目的所采取的技術(shù)方案是采用數(shù)字集成電路來實(shí)現(xiàn)。整個(gè)裝置由電壓采樣、電流采樣、缺相控制、超壓控制、相序控制、過流控制、自動(dòng)切換、時(shí)基電路、電源、連跳控制、電氣聯(lián)鎖及計(jì)數(shù)電路十二個(gè)部分構(gòu)成。主、備供電回路各有一套上述的十二部分，主、備供電可以互相切換。其中電壓采樣電路跨接于各相線間采集相壓，經(jīng)整流、整形分別動(dòng)作缺相控制、超壓控制、相序控制電路，完成包括相壓低于規(guī)定值的缺相、超壓及相序錯(cuò)誤的記錄和執(zhí)行功能。電流采樣電路設(shè)采樣電阻串接入供電回路，直接采集供電回路電流值，經(jīng)整流、整形動(dòng)作過流控制電路完成電流的記錄和執(zhí)行功能。缺相和超壓控制二種電路結(jié)構(gòu)相同，由集成電路分別完成相和超壓的記錄和執(zhí)行功能。電壓采集電路所采集的各相相序都集中到相序控制電路、檢測(cè)相序是否正確，并及時(shí)處理，自動(dòng)切換電路設(shè)光耦器件及接觸器，執(zhí)行主、備二路自動(dòng)切換功能。過流延時(shí)恢復(fù)時(shí)間及有關(guān)時(shí)序控制的時(shí)間由時(shí)基電路實(shí)現(xiàn)，時(shí)基電路由晶體振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器組成。電源電路是提供全部所需電源，包括集成塊使用的12V穩(wěn)壓電源和接觸器使用的220V交流電源，當(dāng)接觸器連續(xù)跳動(dòng)時(shí)，由連跳控制電路切斷切換控制電路待修復(fù)后人工恢復(fù)。電氣聯(lián)鎖電路完成主、備兩路同時(shí)只能一路接入供電的電氣聯(lián)鎖保證，所有主、備路發(fā)生缺相、相壓低、超壓、相序錯(cuò)誤、過流的切換次數(shù)均由計(jì)數(shù)電路完成記錄以備查考。主、備兩路工作情況及電路完全一致。
本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)合附圖加以詳細(xì)描述。


圖1為電壓采樣電路圖；圖2為電流采樣電路圖；圖3為缺相控制電路圖；圖4為超壓控制電路圖；圖5為相序控制電路圖；圖6為過流控制電路圖；圖7為自動(dòng)切換電路圖；圖8為時(shí)基電路圖；圖9為電源電路圖；圖10為連跳控制電路圖；圖11為電氣聯(lián)鎖電路圖；圖12為計(jì)數(shù)電路圖；圖13為本實(shí)用新型電路圖。
本實(shí)用新型設(shè)主、備兩路供電回路、兩路電路相同這里將備電路省略，如附圖13，可以相互切換并均設(shè)置電壓采樣、電流采樣、缺相控制、超壓控制、相序控制、過流控制、自動(dòng)切換、時(shí)基電路、電源、連跳控制、電氣聯(lián)鎖及計(jì)數(shù)電路共十二個(gè)部分組成。
1、電壓采樣電路如圖1和圖13所示，由電阻R1－1～R1－8，R1－10～R1－11電容C1－1、橋式整流器D1－1～D1－4、二極管D1－19光電耦合管T1－1～T1－3組成。采樣電阻R1－1～R1－3跨接于供電回路、光電耦合管將高壓部分與控制回路分開采樣電壓控制光電耦合器的高壓部分。并決定其三極管部分是導(dǎo)通以控制相應(yīng)的下一級(jí)控制電路。電壓采樣電路每相均設(shè)一套。
2、電流采樣電路如圖2和圖13所示。由采樣電阻R1－10、橋式整流器D1－5～D1－8、電容C1－2、電阻R1－12～R1－14、光電耦合器T1－4組成。采樣電阻R1－0串入各相供電回路，直接采集供電回路電流值，經(jīng)整流濾波后，用光電耦合管T1－4將高壓供電回路和控制回路分開。根據(jù)采樣電流值決定T1－4是否導(dǎo)通，以控制下一級(jí)過流控制電路。電流采樣電路每相均設(shè)一套。
3、缺相控制電路如圖3和圖13所示。由電阻R1－15、R1－16電容C1－3集成塊T1－5 1／6 4069三塊、T1－8 1／6 4069二塊、T1－7 1／3 4073一塊、T1－11 1／2 4013一塊、T1－9三極管TIP110、二極管D1－9及繼電器J1組成當(dāng)缺相(包括相壓降低至規(guī)定值)，使能發(fā)器翻轉(zhuǎn)、控制自動(dòng)切換電路工作，同時(shí)使三極管T1－9導(dǎo)通計(jì)數(shù)電路動(dòng)作一次。
4、超壓控制電路如圖4和圖13所示，由電阻R1－17、T1－18電容C1－4集成塊T1－6 1／6 4069三塊、T1－8 1／6 4069二塊、T1－7 1／3 4073一塊、T1－11 1／2 4013一塊、T1－10三極管TIP110、二極管D1－10及繼電器J2組成，工作原理與缺相控制電路相同，僅控制電壓值不同。
5、相序控制電路如圖5和圖13所示，由電阻R1－19、R1－20電容C1－5集成塊T1－5 1／6 4069三塊、T1－8 1／6 4069二塊、T1－12 1／4 4011四塊、三極管T1－28及發(fā)光二極管H1組成，發(fā)生相序錯(cuò)誤時(shí)，利用與非門的組合關(guān)系使三極管T1－28導(dǎo)通，通過T1－8控制自動(dòng)切換電路并使發(fā)光二極管管H1點(diǎn)亮。
6、過流控制電路如圖6和圖13所示，由電阻R1－21～R1－24、電容C1－6、C1－7二極管D1－17集成塊T1－6 1／6 4069三塊、T1－14 1／6 4069三塊、T1－13 1／3 4075一塊、T1－15 1／4 4071一塊、T1－16 1／2 4013一塊、三極管T1－17 TIP110、發(fā)光二極管H及繼電J3組成。過電流達(dá)到采樣標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，由于觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)控制自動(dòng)切換電路工作，H燈熄滅，三極管T1－17關(guān)斷，使繼電器J3切斷電源計(jì)數(shù)電路記錄一次過電流。同時(shí)時(shí)基電路以2HZ頻率開始計(jì)數(shù)，至規(guī)定恢復(fù)時(shí)間繼電器再次吸起恢復(fù)正常供電，所有數(shù)字集成電路全部復(fù)原。
7、自動(dòng)切換電路如圖7和圖13所示，由電阻R1－15、R1－16、R1－25～R1－27，電容C1－8集成塊T1－19 1／2 4082一塊、T1－21 3041光電耦合管、T1－22雙向可控硅、T1－20三極管TIP110和B接能器組成。有任意所需切換信號(hào)時(shí)，T1－20三極管導(dǎo)通、光電耦合管亦導(dǎo)通，使接觸器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)主、備路自動(dòng)轉(zhuǎn)換。
8、時(shí)基電路如圖8和圖13所示，由電阻R1－28～R1－30、電容C1－9、C1－10晶體振蕩器G、分頻器T1－23 4060計(jì)數(shù)器T1－24 4020、T1－15 1／6 4069一塊和發(fā)光二極管H2組成。由32.768KHZ晶體振蕩器經(jīng)214分頻輸出2HZ基準(zhǔn)信號(hào)作為本實(shí)用新的基準(zhǔn)信號(hào)，輸出時(shí)間調(diào)節(jié)可用T1－24不同抽頭連接實(shí)現(xiàn)。
9、電源電路如圖9和圖13所示，由變壓器DB，橋式整流器D1－15～D1－18、電容C1－13、C1－14和三端集成穩(wěn)壓器T1－27 7812組成。它包括供接觸器使用的交流220V電源和供全部繼電器、數(shù)字電路用的12V穩(wěn)壓電源。
10、連跳控制電路如圖10和圖13所示，由電阻R1－35、R1－36、電容C1－12集成塊T1－16 1／2 4013一塊、T1－14 1／6 4069二塊、T1－25 4520、T1－26 1／4 4081三塊、二極管D1－14及發(fā)光二極管U組成。
11、電氣聯(lián)鎖電路如圖11和圖13所示，由電阻R1－34、集成塊T1－14 1／6 4069一塊及光電耦合管T1－28組成。主路的C端接地，使T1－28始終不導(dǎo)通，保護(hù)主路的正常工作。備路C端接主路D端，主路正常工作D為高電平，使備路T1－28導(dǎo)通，T1－13輸出低電平，保持備路自動(dòng)切換電路不會(huì)工作。
12、計(jì)數(shù)電路如圖12和圖13所示，由二極管D1－15、D1－16、繼電器接點(diǎn)及JI1、JI2、JI3三個(gè)計(jì)數(shù)器組成，以分別記錄超壓，過流的動(dòng)作次序。
上述主、備兩路，各設(shè)十二個(gè)部分組成一個(gè)電源自動(dòng)切換裝置，主電源為電氣集中設(shè)備專用一級(jí)供電，備電源為多種用戶供電。
權(quán)利要求1.一種由電源、采樣電路、時(shí)基電路、連跳控制、計(jì)數(shù)電路組成的三相380V電源自動(dòng)切換裝置，其特征在于設(shè)置相同兩路主、備供電回路并可以相互切換，主、備兩路均設(shè)電壓采樣、電流采樣、缺相控制、超壓控制、相序控制、過流控制、自動(dòng)切換、時(shí)基電路、電源、連跳控制、電氣聯(lián)鎖、計(jì)數(shù)電路十二個(gè)部分組成，其中a、電壓采樣電路由電阻R1-1～R1-8和R1-10～R1-11、電容C1-1、橋式整流器D1-1～D1-4、二極管D1-19、光電耦全管T1-1～T1-3組成；b、電流采樣電路由電阻R1-10、橋式整流器D1-5～D1-8、電容C1-2、電阻R1-12～R1-14、光電耦合器T1-4組成；c、缺相控制電路由電阻R1-15和R1-16、電容C1-3、集成塊T1-5 1/6 4069三塊、T1-8 1/6 4069二塊、T1-7 1/3 4073一塊、T1-11 1/2 4013一塊、T1-9三極管TIP110、二極管D1-9及繼電器J1組成；d、超壓控制電路由電阻R1-17和R1-18、電容C1-4、集成塊T1-6 1/6 4069三塊、T1-8 1/6 4069二塊、T1-7 1/3 4073一塊、T1-11 1/2 4013一塊、T1-10三極管TIP110、二極管D1-10及繼電器J2組成；e、相序控制電路由電阻R1-19、R1-20、電容C1-5、集成塊T1-5 1/6 4069三塊、T1-8 1/6 4069二塊、T1-12 1/4 4011四塊、三極管T1-28及發(fā)光二極管H1組成；f、過流控制電路由電阻R1-21～R1-24、電容C1-6和C1-7、二極管D1-17、集成塊T1-6 1/6 4069三塊、T1-14 1/6 4069三塊、T1-13 1/3 4075一塊、T1-15 1/4 4071一塊、T1-16 1/2 4013一塊、三極管T1-17TIP110、發(fā)光二極管H及繼電器J3組成；g、自動(dòng)切換電路由電阻T1-15～R1-27、電容C1-8、集成塊T1-191/24082一塊、T1-213041光電耦合管、T1-22雙向可控硅、T1-20三極管TIP110和B接觸器組成；h、時(shí)基電路由電阻R1-28～R1-30、電容C1-9和C1-10、晶體振蕩器G、分頻器T1-33 4060、計(jì)數(shù)器T1-24 4020、T1-15 1/6 4069一塊和發(fā)光二極管H2組成；i、電源電路由變壓器DB、橋式整流器D1-15～D1-18、電容C1-13和C1-14、三端集成穩(wěn)壓器T1-27 7812組成；j、連跳控制電路由電阻R1-35和R1-36、電容C1-12、集成塊T1-16 1/2 4013一塊、T1-14 1/6 4069二塊、T1-25 4520 T1-26 1/4 4081三塊、二極管D1-14及發(fā)光二極管U組成；k、電氣聯(lián)鎖電路由電阻R1-34、集成塊T1-14 1/6 4069一塊及光電耦合管T1-28組成；l、計(jì)數(shù)電路由二極管D1-15和D1-16、繼電器接點(diǎn)及JI1、JI2、JI3三個(gè)計(jì)數(shù)器組成。
專利摘要一種自動(dòng)追蹤主供電電源、自動(dòng)檢測(cè)相序、相壓、缺相、主備兩路供電自動(dòng)切換并實(shí)現(xiàn)過電流保護(hù)的裝置，其特征整個(gè)裝置由電壓采樣、電流采樣、缺相控制、超壓控制、相序控制、過流控制、自動(dòng)切換、時(shí)基電路、電源、連跳控制、電氣聯(lián)鎖和計(jì)數(shù)電路十二個(gè)部分組成。主、備兩路各設(shè)上述十二個(gè)部分，主電源為電氣集中設(shè)備專用一級(jí)供電，備電源為多種用戶供電，主電源發(fā)生故障，自動(dòng)切換備電源。
文檔編號(hào)H02H3/02GK2099403SQ91215899
公開日1992年3月18日 申請(qǐng)日期1991年9月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年9月13日
發(fā)明者圻兵, 吳河, 王蔭桐, 徐寧, 黃詢石 申請(qǐng)人:上海鐵道學(xué)院