[发明专利]自动转换开关装置

说明书

技术领域

本发明涉及双电源的自动转换系统，尤其涉及用于这种自动转换系统的单相电源电路以及具有这种单相电路的自动转换开关装置。 

背景技术

例如医院、机场、高层建筑、变电站等场所对电力可靠性的有较高的要求。这里电力可靠性是指供电系统持续供电的能力。为了获得持续的供电，这些对电力可靠性要求高的场所(如变电站和机场)都采用了双电源供电，即由主用(或称“常用”)和备用两路独立的电源供电。当主用电源发生故障时，能够根据预先设定的切换程序完成主用电源到备用电源的切换，从而最大限度地保证供电的连续性。在低压配电网中，这种主用、备用电源之间的切换是由双电源自动转换开关系统(ATSE：Automatic Transfer Switching Equipment)来完成的。作为电能切换的必要设备，ATSE的应用需求也越来越广泛，技术性能要求也越来越高。 

ATSE主要适用于低压配电网络的紧急供电系统，用于在主用、备用两路电源之间进行切换。实际上，ATSE的控制输出主要是针对电机的控制。同时ATSE还提供电机工作所需的电源为单相电源。该单相电源可以从系统中的主用或备用电源取电。为了保证电机正常运行，主用和备用电源中任一工作时，单相电源都需要正常运转，以给电机提供不间断的电能。但是，主用电源和备用电源不能同时供电，否则损坏电源网络。为此，ATSE的单相电源电路需要在主用电源和备用电源之间切换。 

图1示例性地示出了现有ATSE中包括两级继电器的单相电源电路。在图1中，输出端L、N用于向例如电机提供单相的电源输出。主输入端Main_L1、Main_N可耦合到主用电源的单相上，例如耦合到主用电源的火线L1和零线N。辅输入端Back_L1、Back_N可耦合到备用电源的单相上，例如其火线L2和零线N。如图1所示，输出端L、N和主输入端Main_L1、Main_N之间存在有主用供电路径(简称主用路径)Main_Path。输出端L、N和辅输入端Main_L1、Main_N之间形成有备用供电路径(简称备用路径)Back_Path。主、备用路径上分别设置有继电器K4和K3。每个继电器在控制下能够使得其所在路径导通供电或断开。这样，当主用电源工作时，主路径上的继电器K4导通供电，而备用路径 上的继电器K3断开；相反，当备用电源工作时，主路径上的继电器K4断开，而备用路径上的继电器K3导通供电。然而，如图1所示，这种解决方案中主用电源和备用电源之间的电气间隙只有一个触点距离。 

发明内容

本发明旨在提供一种新型的ATSE中的单相电源电路以及相应的ATSE，其能够使得主、备用电源之间具有更大的电气间隙。优选地，这种单相电源电路能够确保主用、备用供电路径中在同一时刻仅有一条导通。 

为实现上述目的，本发明提出一种用于自动转换开关装置中的单相电源电路，包括：主用路径，其耦合在输出端和主输入端之间，所述主输入端能够耦合到主用电源的一个单相；备用路径，其耦合在输出端和辅输入端之间，所述辅输入端能够耦合到备用电源的一个单相；设置在所述主用路径中的第一主用继电器和设置在所述备用路径中的第一备用继电器，用于导通或断开其所在路径；设置在所述主用路径中的第二主用继电器和设置在所述备用路径中的第二备用继电器，用于导通或断开其所在路径；控制电路，用于控制所述第一主用继电器和第一备用继电器，以使得在同一时刻所述第一和第二主用继电器导通且所述第一和第二备用继电器断开，或者所述第一和第二主用继电器断开且所述第一和第二备用继电器导通。 

上述ATSE的单相电源电路，由于在主、备用路径中的每个上都设置了至少两个继电器，因而增加了主用电源和备用电源之间的电气间隙。 

优选地，该单相电源电路还包括第一互锁电路，用于以互锁方式控制所述第一主用继电器和第一备用继电器，使得在同一时刻所述第一主用和备用继电器中有且仅有一个继电器导通；且所述控制电路控制所述第一互锁电路。更为优选地，该单相电源电路还包括第二互锁电路，用于以互锁方式控制所述第一主用继电器和第一备用继电器，使得在同一时刻所述第一主用和备用继电器中有且仅有一个继电器导通；且所述控制电路控制所述第二互锁电路。采用这种设计，由于为至少其中一对主、备继电器提供了硬件实现的互锁电路，因而可在MCU故障或其控制程序异常时仍保证在主、备用路径中有且仅有一条供电路径导通。