開關單元及相關方法技術

一種開關單元，包括能夠由電磁致動器驅動以斷開/閉合與該開關單元相關聯的電路的電流開關器件、用于存儲用于電磁致動器的電能的能量存儲裝置、由外部電力線供電并且控制電能從能量存儲裝置向電磁致動器的供應的電子控制器裝置。該開關單元包括與電子控制器裝置相關聯并且設有另外的能量存儲裝置的緊急過程工作裝置;緊急過程工作裝置被配置用于使得能夠在經歷外部電力線的缺乏或下降或者不規則供電的緊急狀況下驅動電流開關器件并且斷開相關聯的電路。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種開關單元，特別是涉及一種在諸如因電廠故障或失效等造成的電力干線下降或缺乏的危急狀況下也能夠可靠地執行開關操作的開關單元。根據本專利技術的開關單元使得能夠有效地保護與其在工作上連接的終端用戶器件或電裝置/設備。這樣的開關單元特別適合于用在中壓面板(panel)或開關板或者其它中壓裝置中。對于本申請來說，術語“中壓”涉及IkV至幾十kV之間的范圍內的應用。
技術介紹
已知包括用于斷開/閉合電路的接觸器的中壓面板，接觸器由電磁致動器特別是電磁閥(solenoid)致動器來驅動。該面板包括由外部電力干線供應充電并且存儲用于驅動 電磁致動器的一定量的電能的電容器組。該面板包括由外部電力干線供應供電的電子板。當操作者需要時，電子板工作以使得電容器組能夠由外部電力干線供應充電以及命令電能從電容器組向電磁致動器的放電。上面討論的已知的中壓面板的缺點在于其在危急情況下使用和運轉的限制。特別地，在例如因其中安裝有該面板的工業電廠的故障或失效而造成的外部干線電力缺乏的情形中，電子板不由外部電力干線供電；結果，電子板不能驅動接觸器以斷開電路。因此，在工作上連接至該面板的任何下游電器件仍連接至該面板而不從電路隔離開。結果，這樣的下游器件或者連接至該面板的其他器件的完整性不被安全地保持，并且可能受到影響該面板或者包括該面板的總體系統的可能的破壞性事件的非期望的且不可彌補的危害。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是改進已知的中壓面板。本專利技術的另一個目的是提供一種開關單元，該開關單元可以與中壓面板相關聯，該開關單元在危急狀況下、比如在例如因與該開關單元連接的電廠的故障或失效而造成的外部干線電力供應的缺乏或下降的情形中也能夠可靠地工作。在本專利技術的第一方面中，提供了如權利要求I中限定的開關單元。在本專利技術的第二方面中，提供了如所附的相關權利要求中限定的用于對電路進行開關的方法。歸功于本專利技術，可以以最佳方式使用所存儲的一定量的能量，并且緊急開關操作如果被請求則被確保，即使外部干線電力缺失。特別地，如從描述中更好地理解的，該開關單元被配置成能夠持續監視干線電力供應并且當干線電力缺乏被檢測到時進入低消耗模式。如果在經歷外部電力供應的缺乏時或者當外部干線電力供應低于給定閾值(即，其低于可接受的工作值)時發生斷開命令，則該開關單元暫時地僅重新激活執行斷開命令所必需的與該開關單元相關聯的外圍器件或部件。可以從描述和從屬權利要求中得到本專利技術的另外的特征和優點。附圖說明參考附圖可以更好地理解和實施本專利技術，附圖通過非限制性例子示出了本專利技術的一些實施例，在附圖中圖I是根據本專利技術的開關單元的一個實施例的示意性電路框圖；圖2是本專利技術的開關單元的另一個實施例的示意性電路框圖；圖3是示出了本專利技術的開關單元的工作步驟的流程圖；圖4是根據本專利技術的開關單元的行為圖。具體實施例方式參考圖1，示出了開關單元1，其用于斷開/閉合由參考數字100示意性地表示的相關聯的電路。 開關單元I可以以非限制性方式用在中壓面板或開關板或開關裝置中，或者結合其他中壓設備或器件使用；而電路100可以是例如但不限于負載、電網的一部分等。開關單元I包括隔離的電力供應2，隔離的電力供應2可連接至外部電力線/干線3，從外部電力線/干線3接收電能，以在正常狀況下工作。開關單元I包括用于斷開/閉合電路的電流開關器件4。特別地，該開關器件優選地包括中壓接觸器4。例如，該接觸器可以是ABB集團銷售的所謂“V-接觸VSC”;可替選地，可以使用適合于執行所需功能的任何類型的接觸器。開關單元I包括用于驅動接觸器4的致動器5，例如雙穩電磁致動器，并且致動器5包括至少一個線圈。可以在根據本專利技術的開關單元I中使用市場上可獲得的任何合適的電磁致動器。電力驅動器6被配置用于電激活致動器5的線圈以便移動接觸器4的可移動接觸部，從而斷開或閉合相關聯的電路100。因此，電力驅動器6被配置用于在開關單元I的正常工作狀況下運轉并且使得(與致動器5和接觸器4 一起使得)根據在本領域中眾所周知并因此在此將不進一步詳細描述的操作來斷開或閉合相關聯的電路。開關單元I設有能量存儲裝置7，特別地，包括第一電容器組部分7，其在工作上連接至隔離的電力供應2和電力驅動器6。第一電容器組部分7由隔離的電力供應2用外部電力線或干線3所供應的電能充電。特別地，第一電容器組部分7應請求向致動器5供應所存儲的量的電能，以在開關單元I的正常工作期間即在正常工作狀況下斷開或閉合電路。開關單元I進一步包括用于處理基本功能和緊急過程的電子控制器裝置8。如圖3所示，在開關單元I的工作的基本管理模式B內執行基本功能。基本功能Bf或基本操作包括在正常工作狀況下致動接觸器4即斷開或閉合接觸器4 ;以及在正常工作狀況下執行的其他活動。不同地，術語“緊急過程”指的是意味著非常低的電力消耗從而面臨去往開關單元I的干線外部電力缺乏的工作狀況。在此情形中，開關單元I在低電力管理模式L下工作(圖3中所示)，這將在下文中詳細解釋。特別地，緊急過程表示使得能夠在來自外部線3的干線電力供應的缺乏期間驅動接觸器4以斷開相關聯的電路100的過程。在緊急過程中，包含在開關單元I中或者在工作上連接至并且特別是在工作上連接至電子控制器裝置8的任何外圍設備(單元、器件、電路或其一部分)被完全關斷或者置于工作低消耗模式，例如待機，從而使得能夠有效地節能，這從下面的描述中可以得出。電子控制器裝置8被配置用于操作第一電容器組部分7和致動器5。電子控制器裝置8包括微控制器，特別是CPU 8 (中央處理單元)。CPU 8由電力供應數字/模擬部分9供電，電力供應數字/模擬部分9又由隔離的電力供應2供電。CPU 8能夠檢測來自電力供應數字/模擬部分9的電力供應信號10。特別地，開關單元I設有電力失效檢測器，CPU 8通過該電力失效檢測器識別來自線3的外部電力供應的可能的失效狀況(完全停電或者電力下降到可接受的工作值以下)。以此方式，CPU 8可以持續監視外部電力供應。開關單元I包括輸入斷開信號端口 11和輸入閉合信號端口 12，可以通過輸入斷開信號端口 11接收外部輸入斷開命令15以斷開電路，可以通過輸入閉合信號端口 12接收外部輸入閉合命令以閉合電路100。在正常工作狀況下，當輸入斷開命令15到達輸入斷開信號端口 11時，生成去往CPU 8的輸入斷開信號13，CPU 8又向電力驅動器6發送斷開命令17以便驅動接觸器4從而斷開電路100。在正常工作狀況下，當輸入閉合命令16到達輸入閉合信號端口 12時，生成朝著CPU 8的輸入閉合信號14，CPU 8又向電力驅動器6發送閉合命令18以便驅動接觸器4從而閉合電路100。開關單元I包括緊急過程工作裝置20，緊急過程工作裝置20被配置用于使得所述電子控制器裝置8在緊急狀況下、即在如下情況下也能夠工作來自外部線3的干線電力的缺乏或下降發生，或者經歷所述外部干線電力的不規則供應，例如，如果外部電力供應變得低于給定閾值(低于可接受的工作值)。歸因于緊急過程工作裝置20，在需要時，在所述緊急狀況下也可以驅動接觸器4。緊急過程工作裝置20與所述電子控制器裝置8相關聯，即，所述緊急過程工作裝置20的至少一部分被嵌入在所述電子控制器裝置8中。特別地，緊急過程工作裝置20包括本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅伯托·烏薩伊，法比奧·曼尼諾，
申請(專利權)人：ABB技術有限公司，
類型：發明
國別省市：