用于烷基苯生产装置的低压双电源分列运行自动投切回路的制作方法

1.本实用新型涉及电源切换回路技术领域，具体涉及一种用于烷基苯生产装置的低压双电源分列运行自动投切回路。


背景技术：

2.改造前变电所负载为二级负荷，故有两回路电源：高压ⅰ段、高压ⅱ段，两回路10kv高压电源分别经两台变压器降压至380v，两路低压电源为：低压
ⅴ
段、低压
ⅵ
段，因生产需要，系统变电所的低压
ⅴ
段、低压
ⅵ
段分列运行，互为备用，以保证其中任何一回路失电后，另一回路能自动投入，为整个变电所的设备供电。
3.装置建设时期双电源切换装置通过传统的继电器组合实现（原理图见附件1），随着电气元件的老化，整套系统的精度降低，可靠性降低，故障点增多。整个双电源切换系统由近20个继电器组成，任何一个继电器故障均会导致整个系统不能正常工作，该变电所常因低压
ⅴ
段发生晃电时双电源切换系统中的电压继电器烧坏，导致整个变电所停电，可见现使用的备自投系统的可靠性和安全性很低。
4.整个生产过程中涉及的产品和原料属于高毒、易燃、易爆危险化学品，如：氢气（一种极易爆炸的高危气体）、苯、氢氟酸（具有强烈的腐蚀性）。如果任何一段电源停电后不能及时恢复，会直接影响工厂的安全生产，甚至发生爆炸等安全、环保事故。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型公开了用于烷基苯生产装置的低压双电源分列运行自动投切回路,所述回路满足以下条件：1、能够尽可能的躲避晃电；2、任何一段电源停电后能在最短时间内完成切换，恢复供电；3、双电源切换装置中的任何电器元件损坏不会导致全所停电。所述回路包括一台ats022智能控制器、微型断路器（1qf、2qf）、接触器（km1、km2）、时间继电器（ko、kc）和一只辅助触头，低压
ⅴ
段电源经qf4微型空开引至ats022智能控制器的x11端子，低压
ⅵ
段电源经qf5微型空开引至ats022智能控制器的x12端子，在qf4微型空开出线端子的a相取一路电源a11经km2的常闭辅助触点（21、22）引至接触器km1的线圈端子km1
‑
a1，km1
‑
a2端子引至qf4微型空开出线端子的零相（n11），在qf5微型空开出线端子的a相取一路电源a21经接触器km1的常闭辅助触点（21、22）引至接触器km2的线圈端子km2
‑
a1，端子km2
‑
a2引至qf5微型空开出线端子的零相（n21），在电源a11取一路电源引至接触器km1的常开辅助触点km1
‑
1，在电源a21取一路电源引至接触器km2的常开辅助触点km2
‑
1,将km2
‑
2与km1
‑
2短接并引出相线100，在n11取一路零线引至接触器km1的常开辅助触点km1
‑
5，在n21取一路零线引至接触器km2的常开辅助触点km2
‑
5，将km2
‑
6与km1
‑
6短接并引出零线n，所述接触器km1从低压
ⅴ
段取控制电源，接触器km2从低压
ⅵ
段取控制电源，接触器km1和接触器km2形成互锁，确保任何一路电源故障后，能够始终保持控制电源100和n有电，相线100引至ats022的x21端子用于控制qf1断路器的分合闸与储能，相线100引至ats022智能控制器的x22端子用于控制qf2断路器的分合闸与储能，相线100引至ats022智
能控制器的x24端子用于控制qf3断路器的分合闸与储能。
6.作为本实用新型的一种改进，所述辅助触头包括五个常开和五个常闭。
7.作为本实用新型的一种改进，所述接触器包括机械互锁。
8.作为本实用新型的一种改进，所述时间继电器为ct
‑
awe型的时间继电器。
9.本实用新型的有益效果是：
10.1）本系统中ats022的x41端子未设置不间断24vdc电源，该变电所是低压
ⅴ
段和低压
ⅵ
段同时供电（为双重电源），ats022控制器的工作电源可以直接从主回路中取得，不必再为其设置不间断24vdc电源，大大节约了成本。
11.2）本系统使用了ct
‑
awe（需辅助电源）断电脉冲延时型的时间继电器，其提供的分、合闸脉冲信号充分保证了断路器能够成功分、合闸，且ats022内部计时不受时间继电器或其他外界因素干扰，保证了 ats022的延时精确度，确保了整个系统的安全性、精确性和智能性。
12.3）本系统使用的电气元件大大减少，故障点随之减少，因集成化程度高，所以精度高，动作快，误动率低。若控制器或其他电气元件故障逻辑程序会被锁死，不会出现误动导致全所停电的现象。
附图说明
13.图1为背景技术中改造前双电源切换原理图一。
14.图2为背景技术中改造前双电源切换原理图二。
15.图3为背景技术中改造前双电源切换原理图三。
16.图4为本实用新型中供电系统图。
17.图5为ats022智能控制器原理图。
18.图6为断路器切换时序图。
具体实施方式
19.下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
20.实施例：在烷基苯装置大修时，将系统变电所全所停电，对原有控制回路进行梳理，保留低压
ⅴ
段、低压
ⅵ
段电压取样电缆，保留三个框架断路器的状态采集电缆和储能电缆，其他控制线使用建设时期的备用电缆，其他冗余线路、电气元件全部拆除，根据图5所示，改造后的回路包括一台ats022智能控制器、微型断路器（1qf、2qf）、接触器（km1、km2）、时间继电器（ko、kc）和一只辅助触头，低压
ⅴ
段电源经qf4微型空开引至ats022智能控制器的x11端子，低压
ⅵ
段电源经qf5微型空开引至ats022智能控制器的x12端子，在qf4微型空开出线端子的a相取一路电源a11经km2的常闭辅助触点（21、22）引至接触器km1的线圈端子km1
‑
a1，km1
‑
a2端子引至qf4微型空开出线端子的零相（n11），在qf5微型空开出线端子的a相取一路电源a21经接触器km1的常闭辅助触点（21、22）引至接触器km2的线圈端子km2
‑
a1，端子km2
‑
a2引至qf5微型空开出线端子的零相（n21），在电源a11取一路电源引至接触器km1的常开辅助触点km1
‑
1，在电源a21取一路电源引至接触器km2的常开辅助触点km2
‑
1,将km2
‑
2与km1
‑
2短接并引出相线100，在n11取一路零线引至接触器km1的常开辅助触点km1
‑
5，在n21取一路零线引至接触器km2的常开辅助触点km2
‑
5，将km2
‑
6与km1
‑
6短接并引出零线n，所述接触器km1从低压
ⅴ
段取控制电源，接触器km2从低压
ⅵ
段取控制电源，接触器km1和接触器km2形成互锁，确保任何一路电源故障后，能够始终保持控制电源100和n有电，相线100引至ats022的x21端子用于控制qf1断路器的分合闸与储能，相线100引至ats022智能控制器的x22端子用于控制qf2断路器的分合闸与储能，相线100引至ats022智能控制器的x24端子用于控制qf3断路器的分合闸与储能，因各断路器分、合闸指示灯利旧，未在原理图中画出，所述辅助触头包括五个常开和五个常闭，五个常开触点：qf3（13、14）、qf3（23、24）、qf3（33、34）、qf3（43、44）、qf3（53、54），五个常开触点：qf3（11、12）、qf3（21、22）、qf3（31、32）、qf3（41、42）、qf3（51、52）。因分、合闸状态指示线路利旧，以上相关辅助触点未在图纸画出,所述接触器包括机械互锁，所述时间继电器为ct
‑
awe型的时间继电器。
21.当低压
ⅴ
段和低压
ⅵ
段电源正常时，qf1、qf2断路器处于合闸状态，分别向负载1和负载2供电，qf3母联断路器处于分闸状态，若低压
ⅴ
段为常用电源（任何一路均可设为常用电源，对回路工作无影响），此时接触器km1上电，因km1和km2存在电气和机械互锁，故在同一时间有且仅有一只接触器能够上电动作，即：km1（1、2）、km1（5、6）、km2（21、22）辅助触点为闭合状态，km1（21、22）、km2（1、2）、km2（5、6）辅助触点为断开状态，控制回路100和n电源由qf4（低压
ⅴ
段）提供，当低压
ⅴ
段故障后，因km1接触器线圈失电，故km1（1、2）、km1（5、6）辅助触点断开，km1（21、22）辅助触点闭合，随即km2接触器得电动作，km2（1、2）、km2（5、6）辅助触点闭合，km2（21、22）辅助触点断开，此时控制回路电源100和n由qf5（低压
ⅵ
段）提供，因低压
ⅴ
段电源故障，ats022的x11电压采样端子失电，低压
ⅴ
段电源失压ts时段后，ats022通过d01端口发出qf1断路器分闸指令，并通过di1检测qf1断路器的分闸情况，若在规定时间内未接收到qf1断路器状态变化的反馈，ats022会认为qf1断路器执行动作失败,且同时禁止执行逻辑指令。若qf1顺利分闸，经过tc时段延迟后，ats022通过d011端口发出qf3断路器的合闸指令，ats022通过di11检测qf3断路器的合闸情况，qf3断路器若合闸成功，本次投切任务即完成，由低压
ⅵ
段为负载1和负载2供电，断路器切换时序图如图6。
22.ats022通过d011端子指令分、合qf3断路器时，需要2只ct
‑
awe（需辅助电源）型的时间继电器配合完成。该时间继电器为断电脉冲延时型，与常规时间继电器有很大区别。该时间继电器的线圈（a1
‑
a2）为一直得电状态，其辅助触点动作与否取决于a1
‑
y1的电源情况。当qf1断路器分闸后，ats022经过tc时段的延迟，该时段时间继电器kc（a1
‑
y1）端子得电，tc时段结束后时间继电器kc（a1
‑
y1）端子失电，此时kc时间继电器动作，即kc（15、18）辅助触点闭合。值得注意的是时间继电器本体设定的时间是合闸脉冲信号的持续时间，即是kc（15、18）辅助触点闭合状态的保持的时间，合闸回路在该时段持续通电，确保qf3断路器合闸成功。
23.当低压
ⅴ
段电源恢复时，经过tbs时段延迟后，ats022的d011通过ko时间继电器发出qf3断路器的分闸指令，qf3分闸后，经过tcn时段延迟，ats022通过d02端口发出qf1断路器的合闸指令。qf1断路器完成合闸后，ats022将两路电源的恢复成正常的运行状态。在以上投切过程中，ats022通过di1、di2、di11端口检测断路器qf1、qf2、qf3断路器的合闸状态。还会通过di4、di5、d13端口检测qf1、qf2、qf3断路器的脱扣状态，若qf1（95、96）、qf2（95、96）、qf3（95、96）断开，即会触发脱扣保护，锁住逻辑信号，确保安全。
24.低压
ⅵ
段电源故障后断路器的投切与低压
ⅴ
段电源故障（恢复）相似，就不再赘
述。
25.为保证本系统的安全性和可靠性，本系统中未使用中间继电器这一常规方法来扩容qf3断路器的辅助触点，而是通过更换qf3的辅助头（含5个常开、5个常闭）来扩展qf3断路器的辅助触点。考虑到用中间继电器的辅助触点用于qf3的脱扣检测回路还是合闸监视回路，若中间继电器故障，都会导致ats022控制器判断错误，导致供电故障。相比中间继电器，框架断路器本体的辅助触点更安全可靠。如di11经qf3(13、14)检测断路器的合闸状态，di3经过qf3（95、96）检测qf3的脱扣情况，如此减少了电气元件，即减少了回路中的故障点，增加了系统的安全性和稳定性。
26.工作原理：正常工作情况下，低压
ⅴ
段电源和低压
ⅵ
段电源分别向两路负载供电（如图1），qf1和qf2断路器处于合闸状态，母联断路器qf3总是处于断开状态。当低压
ⅴ
段电源停电时,ats022电压采样端子检测到低压
ⅴ
段失压后，在达到设定的延迟时段后通过d01端子发出qf1断路器的分闸指令，并通过di1端子监视qf1断路器的分闸/合闸状态。当接收到qf1断路器的分闸状态反馈后，经过设定的延迟时段，ats022将会通过d011发出qf3断路器的合闸指令,并通过di11判断qf3断路器的分闸/合闸状态。此时便完成了切除qf1断路器，投入qf3断路器，恢复了负载1的供电。当低压
ⅴ
段电源恢复后，ats022动作顺序与以上相反，即先分断qf3断路器,再合闸qf1断路器，恢复成正常的运行状态。
27.当低压
ⅵ
段电源停电时,ats022电压采样端子检测到低压
ⅵ
段失压后，在达到设定的延迟时段后通过d03端子发出qf2断路器的分闸指令，并通过di2端子检测qf2断路器的分闸/合闸状态。当接收到qf2断路器的分闸状态反馈后，经过设定的延迟时段，ats022将会通过d011发出qf3断路器的合闸指令,并通过di11判断qf3断路器的分闸/合闸状态。此时便完成了切除qf2断路器，投入qf3断路器，恢复了负载2的供电。当低压
ⅵ
段电源恢复后，ats022动作顺序与以上步骤相反，即先分断qf3断路器,再合闸qf2断路器，恢复成正常的运行状态。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语
ꢀ“
上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；此外，除非另有明确的规定和限定，术语
“ꢀ
安装”、
“ꢀ
相连”、
“ꢀ
连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.最后应说明的是：以上所述的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。