本發明涉及一種直流電源切換裝置以及直流供電電源，屬于電源及電路技術領域。

背景技術：

近年來，我國(特)高壓直流輸電工程技術迅速發展，換流閥作為直流工程的核心設備，發揮了至關重要的作用。合適的溫度環境是換流閥安全穩定運行的前提，而換流閥冷卻系統(以下簡稱閥冷系統)則是為換流閥提供合適溫度環境的重要設備，隨著閥冷系統重要性的逐漸凸顯，國內外閥廠家對閥冷系統的要求也越來越嚴苛。閥冷控制系統作為閥冷系統的核心控制裝置，其能否穩定運行直接決定了閥冷系統的穩定運行，一旦閥冷控制系統的供電電源發生故障，將直接導致閥冷系統停運，無法繼續為換流閥提供散熱功能，并最終導致換流閥停止運行，造成嚴重的經濟損失。

目前，閥冷控制系統的供電電源均采用直流供電，兩路直流電源自動切換后形成一段母線供電。如圖1所示，直流電源進線1中設有第一電壓檢測繼電器ku1的線圈，第一電壓檢測繼電器ku1的常開觸點與第一接觸器km1的線圈串聯構成了用于將第一直流電源進線切換為第二直流電源進線的第一控制回路；直流電源進線2中設有第二電壓檢測繼電器ku2的線圈，第一電壓檢測繼電器ku1的常開觸點與第一接觸器的線圈串聯構成了用于將第二直流電源進線切換為第一直流電源進線的第二控制回路。例如，當直流電源進線1供電投入時，若第一電壓檢測繼電器ku1檢測到直流電源1故障或者發生波動(欠壓、過壓等)時，則自動切換至直流電源2；同樣的，當直流電源進線2供電投入時，若第二電壓檢測繼電器ku2檢測到直流電源2故障或者發生波動(欠壓、過壓等)時，則自動切換至直流電源1。當兩路電源均故障時，兩路直流電源均退出投入。此種供電方式存在以下缺點：

1、當由于兩路直流電源的電壓檢測繼電器均發生故障時，會造成兩路直流電源均無法投入，影響閥冷設備的正常運行；

2、直流電源短時間失電時，容易造成控制系統掉電重啟，影響閥冷設備的正常運行；

3、電源切換裝置長時間使用后，切換時由于硬件自身反應時間變長，容易造成控制系統掉電重啟，影響閥冷設備的正常運行。

基于上述分析，對電源切換裝置的切換方式進行優化并對母線進行處理以應對電源短時間失電情況成為閥冷控制系統供電亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種直流電源切換裝置以及直流供電電源，用于解決由于電壓監視繼電器自身故障導致控制系統的兩路電源均無法投入的問題，進一步地解決電源波動或切換時間變長導致控制系統掉電重啟的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種直流電源切換裝置，包括用于切換第一直流電源進線的第一控制回路以及用于切換第二直流電源進線的第二控制回路，所述直流電源切換裝置還包括第一電壓監視繼電器以及第二電壓監視繼電器；所述第一電壓監視繼電器的線圈用于連接第一直流電源進線，所述第一電壓監視繼電器的常開觸點串設在所述第一控制回路中；所述第二電壓監視繼電器的線圈用于連接第二直流電源進線，所述第二電壓監視繼電器的常開觸點串設在所述第二控制回路中，所述第一電壓監視繼電器的常開觸點的兩端并聯有所述第二電壓監視繼電器的常閉觸點，所述第二電壓監視繼電器的常開觸點的兩端并聯有所述第一電壓監視繼電器的常閉觸點。

進一步的，該直流電源切換裝置包括第一接觸器和第二接觸器；所述第一控制回路串設有所述第一接觸器的線圈以及所述第二接觸器的常閉觸點，所述第一接觸器的常開主觸點用于串設在第一直流電源進線中；所述第二控制回路串設有所述第二接觸器的線圈以及所述第一接觸器的常閉觸點，所述第二接觸器的常開主觸點用于串設在第二直流電源進線中。

進一步的，所述第一接觸器的常開主觸點和第二接觸器的常開主觸點均采用雙刀雙擲觸點。

本發明還提供了一種直流供電電源，包括第一直流電源進線、第二直流電源進線、直流母線以及直流電源切換裝置，所述第一直流電源進線和第二直流電源進線并聯后與所述直流母線串聯；所述直流電源切換裝置包括用于切換第一直流電源進線的第一控制回路以及用于切換第二直流電源進線的第二控制回路，所述直流電源切換裝置還包括第一電壓監視繼電器以及第二電壓監視繼電器；所述第一電壓監視繼電器的線圈連接第一直流電源進線，所述第一電壓監視繼電器的常開觸點串設在所述第一控制回路中；所述第二電壓監視繼電器的線圈連接第二直流電源進線，所述第二電壓監視繼電器的常開觸點串設在所述第二控制回路中，所述第一電壓監視繼電器的常開觸點的兩端并聯有所述第二電壓監視繼電器的常閉觸點，所述第二電壓監視繼電器的常開觸點的兩端并聯有所述第一電壓監視繼電器的常閉觸點。

進一步的，該直流供電電源還包括串設在所述直流母線的正接線端和負接線端之間的電源緩沖裝置，所述電源緩沖裝置包括用于充放電的緩沖電容。

進一步的，該直流供電電源還包括防回流二極管，所述電源緩沖裝置還包括緩沖電阻和緩沖二極管；所述緩沖電阻和所述緩沖電容串聯構成充電回路；所述緩沖二極管與所述緩沖電容串聯構成放電回路。

進一步的，該直流供電電源還包括防回流二極管，所述第一直流電源進線和第二直流電源進線的正接線端并聯后連接所述防回流二極管的陽極，所述防回流二極管的陰極連接所述直流母線的正接線端。

進一步的，所述直流電源切換裝置包括第一接觸器和第二接觸器；所述第一控制回路串設有所述第一接觸器的線圈以及所述第二接觸器的常閉觸點，所述第一接觸器的常開主觸點用于串設在第一直流電源進線中；所述第二控制回路串設有所述第二接觸器的線圈以及所述第一接觸器的常閉觸點，所述第二接觸器的常開主觸點用于串設在第二直流電源進線中。

進一步的，所述第一接觸器的常開主觸點和第二接觸器的常開主觸點均采用雙刀雙擲觸點。

本發明的有益效果是：

在第一控制回路中，通過將第一電壓監視繼電器的常開觸點與第二電壓監視繼電器的常閉觸點并聯；在第二控制回路中，通過將第二電壓監視繼電器的常開觸點與第一電壓監視繼電器的常閉觸點并聯，當兩路電壓監視繼電器同時故障時，保證了可以有一路直流電源投入供電，增強了供電可靠性。

進一步的，通過在直流母線的正接線端和負接線端之間增加了由緩沖電容構成的電源緩沖裝置，在電源切換的間隔或直流母線波動等故障引起的母線短時間失電情況下，可以由電源緩沖裝置對直流母線放電，保證了直流母線的供電可靠性。

進一步的，通過在第一直流電源進線和第二直流電源進線的正接線端并聯后通過防回流二極管連接直流母線的正接線端，有效避免了電源緩沖裝置在對直流母線放電過程中會出現向直流電源進線反向放電的情況。

附圖說明

圖1是現有技術中直流電源切換裝置的電氣原理圖；

圖2是本發明中直流電源切換裝置的電氣原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖以及具體的實施例對本發明進行詳細說明。

本發明提供了一種直流供電電源，下面以該直流供電電源給閥冷控制系統供電為例進行說明。如圖2所示，該直流供電電源包括兩路直流電源，分別為第一直流電源和第二直流電源，第一直流電源進線(直流電源進線1)與第二直流電源進線(直流電源進線2)并聯后接直流母線，直流電源進線1、直流電源進線2與直流母線的連接通過直流電源切換裝置來實現。下面就直流電源切換裝置進行詳細介紹。

直流電源切換裝置包括第一電壓監視繼電器、第二電壓監視繼電器、用于將第一直流電源進線切換為第二直流電源進線的第一控制回路以及用于將第二直流電源進線切換為第一直流電源進線的第二控制回路。

具體的，第一電壓監視繼電器ku1的線圈連接直流電源進線1，用以監視第一直流電源的電源情況。第二電壓監視繼電器ku2的線圈連接直流電源進線2，用以監視第二直流電源的電源情況。

第一控制回路串設在直流電源進線1的正進線和負進線之間，由第一電壓監視繼電器ku1的常開觸點與第二電壓監視繼電器ku2的常閉觸點并聯后依次與第二接觸器km2的常閉觸點、第一接觸器km1的線圈串聯組成。第一接觸器km1的常開主觸點串設在第一直流電源進線中。相應的，第二控制回路串設在直流電源進線2的正進線和負進線之間，由第二電壓監視繼電器ku2的常開觸點與第一電壓監視繼電器ku1的常閉觸點并聯后依次與第一接觸器km1的常閉觸點、第二接觸器km2的線圈串聯組成。第二接觸器km2的常開主觸點串設在第二直流電源進線中。另外，在直流電源進線1中串設有直流斷路器qf1的常開主觸點，在直流電源進線2中串設有直流斷路器qf2的常開主觸點。

下面以由直流電源進線1切換到直流電源進線2為例，對直流電源切換裝置的控制原理進行介紹。

正常情況下，直流電源1投入供電時，直流斷路器qf1的常開主觸點閉合，第一電壓監視繼電器ku1的線圈帶電，第一電壓監視繼電器ku1的常開觸點閉合、常閉觸點斷開；直流斷路器qf2的常開主觸點閉合，第二電壓監視繼電器ku2的線圈帶電，第二電壓監視繼電器ku2的常開觸點閉合、常閉觸點斷開。第一接觸器km1的線圈帶電，第一接觸器km1的常開主觸點閉合、常閉主觸點斷開；第二接觸器km2的線圈不帶電，第二接觸器km2的常開主觸點斷開、常閉主觸點閉合。通過將第一接觸器km1的常閉主觸點和第二接觸器km2的常閉主觸點分別串聯在第二控制回路和第一控制回路中，實現互鎖功能。

當第一電壓監視繼電器ku1檢測到直流電源進線1出現失電、過壓、欠壓等情況時，第一電壓監視繼電器ku1的常開觸點斷開，第一電壓監視繼電器ku1的常閉觸點閉合，而此時第二電壓監視繼電器ku2常閉觸點也處于斷開狀態，第一接觸器km1的線圈斷電，串設在直流電源進線1中的第一接觸器km1的常開主觸點斷開，串設在第二控制回路中的第一接觸器km1的常閉主觸點閉合。最終，在第一控制回路控制和第二控制回路控制的作用下，直流電源進線1切換到直流電源進線2。

正常情況下，當直流電源2投入供電時，由于由直流電源進線2切換到直流電源進線1的控制過程與由直流電源進線1切換到直流電源進線2的控制過程一樣，此處不再贅述。

在特殊情況下，若第一電壓監視繼電器ku1和第二電壓監視繼電器ku2均發生故障時，若先投入直流電源1，由于第一電壓監視繼電器ku1的常開觸點與第二電壓監視繼電器ku2的常閉觸點并聯，第一控制回路控制導通，第一接觸器km1的線圈帶電，串設在直流電源進線1中的第一接觸器km1的常開主觸點閉合，由直流電源1給直流母線供電。同樣的，若先投入直流電源2，則由直流電源2給直流母線供電。通過在第一控制回路中將第一電壓監視繼電器ku1的常開觸點與第二電壓監視繼電器ku2的常閉觸點并聯，通過在第二控制回路中將第二電壓監視繼電器ku2的常開觸點與第一電壓監視繼電器ku1的常閉觸點并聯，可有效避免正常使用過程中由于電壓監視器自身故障導致兩路電源均無法投入的問題出現。

另外，如圖2所示，該直流供電電源還包括母線保護裝置，該母線保護裝置包括一個由緩沖電容c1、緩沖電阻r1、緩沖二極管v1組成的電源緩沖裝置以及一個防止緩沖電流回流的防回流二極管v2。

其中，緩沖電容c1和緩沖電阻r1串聯構成了充電回路，用于直流母線對緩沖電容c1進行充電，緩沖電阻r1用于限制充電電流，防止充電電流過大；緩沖電容c1和緩沖二極管v1串聯構成了放電回路，用于緩沖電容c1對直流母線進行放電。在本實施例中，緩沖二極管v1的陰極接至直流母線的正接線端，緩沖二極管v1的陽極接至緩沖電容c1的正端，緩沖電容c1的負端接至直流母線的負接線端。當然，電源緩沖裝置的具體電路結構并不固定，在實現相同功能的情況下，還包括其他變形。另外，電源緩沖裝置也可以是單獨的一個緩沖電容，來實現對直流母線的放電。

防回流二極管v2設置在母線進線處，直流電源進線1和直流電源進線2的正接線端并聯后連接防回流二極管v2的陽極，防回流二極管v2的陰極連接直流母線的正接線端，用于防止當電源緩沖裝置對直流母線放電時放電電流回流至直流電源進線中。

在現有的閥冷控制系統的供電回路中，由于雙電源切換裝置元件自身特性，導致電源切換時間越來越長，或者兩路直流電源進線均發生波動時，極易造成閥冷控制系統掉電重啟，嚴重影響閥冷控制系統運行的穩定性。而在本直流供電電源中，當兩路直流電源切換的間隔或直流母線波動等故障引起的母線短時間失電時，可以由電源緩沖裝置實現對直流母線放電，從而保證閥冷控制系統的可靠供電，而防回流二極管v2可避免在電源緩沖裝置向直流母線供電的過程中會出現向兩路直流電源進線反向放電的情況。因此，母線保護裝置可以有效地對直流母線電源進行緩沖保護，以確保閥冷控制系統繼續穩定運行。