一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏。

背景技术

目前，在飞轮储能不间断电源系统中，由于系统工作特点，需要进行工作状态指示，具体要求指示的状态，例如可以包括外部电源状态、内部电源状态、各主要断路器分合指示、储能系统工作状态、与储能系统配合工作的柴油发电机组工作状态等预设工作状态中的一种或者多种，以方便操作人员进行观察。

但是，目前还没有一种状态指示屏，能够满足以上的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏。

为此，本发明提供了一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏，包括逻辑控制器和状态指示屏状态面板；

状态指示屏状态面板，包括多个LED指示灯；

逻辑控制器上的多个输出信号端口，分别与状态指示屏状态面板包括的多个LED指示灯相连接；

逻辑控制器上的多个输入信号端口，分别与飞轮储能不间断电源系统、电源自动切换柜及柴油发电机组中的预设外部多个工作模块的状态输出端相连接，用于采集预设外部多个工作模块的工作状态信号，然后分别输出对应的指示灯控制信号给状态指示屏状态面板上的不同的LED指示灯，进行工作状态显示。

优选地，状态指示屏的逻辑控制器，通过三路直流电源进行供电，具体结构如下：

第一路直流电源结构为：逻辑控制器的电源端，通过220V转24V的DC-DC模块，与外部的电源自动投切开关ATS相连接，该电源自动投切开关用于在飞轮储能不间断电源启动前，对逻辑控制器进行供电；

第二路直流电源结构为：逻辑控制器的电源端，通过220V转24V的DC-DC模块，与外部的飞轮储能不间断电源UPS相连接，该飞轮储能不间断电源用于在电源投切过程中前置电源失电时，对逻辑控制器进行供电；

第三路直流电源结构为：逻辑控制器的电源端，与低压直流电源相连接，该外部低压直流电源用于在飞轮储能不间断电源启动前，对供电逻辑控制器进行供电。

优选地，逻辑控制器的电源端，与220V转24V的DC-DC模块之间，串联有一只二极管D；

逻辑控制器的电源端与外部低压直流电源之间，也串联有一只二极管D。

优选地，逻辑控制器的电源端与外部低压直流电源，均与两个电容C相并联；

逻辑控制器的电源端与外部低压直流电源之间的线路上，串联有电抗器L；

逻辑控制器的电源端与外部低压直流电源之间的线路上，还串联有保险管FU5和FU8。

优选地，220V转24V的DC-DC模块与外部的电源自动投切开关ATS之间的线路，以及220V转24V的DC-DC模块与外部的飞轮储能不间断电源UPS之间的线路上，分别串联有保险管FU6和保险管FU7。

优选地，状态指示屏状态面板内置24V转5V的供电模块；

24V转5V的供电模块，与逻辑控制器的供电线路相连接。

优选地，逻辑控制器的电源端，与一个旁路断路器3QF的辅助触点相接；

逻辑控制器内包括的数字式扩展模块DM8-2的Q2-1输出信号端口，分别与保险管FU13的一端和电流继电器KA10的一端触点相连接；

保险管FU13的另一端，连接火线L1；

电流继电器KA10的另一端触点，与旁路断路器3QF中的失压闭锁继电器的一端相接；

数字式扩展模块DM8-2的Q2-2输出信号端口，与电流继电器KA10的线圈一端相连接；

电流继电器KA10的线圈另一端，分别连接零线N和旁路断路器3QF中的失压闭锁继电器的另一端。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏，其设计科学，能够根据用户的需求，显示预设的工作状态，以方便操作人员进行观察，具有重大的实践意义。

对于本发明，预设的工作状态，不限于外部电源状态、内部电源状态、各主要断路器分合指示、储能系统工作状态、与储能系统配合工作的柴油发电机组工作状态等，可以根据用户的需要进行灵活设置。

对于本发明提供的状态指示屏，通常布置于电源自动投切柜处或其他方便操作人员观察的位置。

附图说明

图1为本发明提供的一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏的样式图；

图2为本发明提供的一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏的控制电路图；

图3为本发明提供的一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏的控制电路图，配套的旁路断路器电气锁接线示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参见图1至图3，本发明提供了一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏，包括逻辑控制器100和状态指示屏状态面板200；

状态指示屏状态面板200，包括多个LED指示灯；

逻辑控制器100上的多个输出信号端口，分别与状态指示屏状态面板200包括的多个LED指示灯相连接；

逻辑控制器100上的多个输入信号端口，分别与飞轮储能不间断电源系统、电源自动切换柜(ATS柜)及柴油发电机组中的预设外部多个工作模块(例如柴油发电机、交流不间断电源UPS、多个断路器QF)的状态输出端相连接，用于采集预设外部多个工作模块的工作状态信号，然后分别输出对应的指示灯控制信号给状态指示屏状态面板200上的不同的LED指示灯，进行工作状态显示。

需要说明的是，通过逻辑控制器100编程，可以实现灯控及信号输出。通过编程控制灯控及信号输出的技术为现有常规的技术，在此不再赘述。

在本发明中，具体实现上，本发明的状态指示屏的样式如图1所示；

参见图1所示，状态指示屏状态面板200包括多个LED指示灯，用于指示各项状态(即不同的状态)，其中，灯亮为有效，灯灭为无效(部分指示灯为红绿双色，绿色为有效/闭合，红色为无效/断开)。

具体实现上，状态指示屏状态面板200包括十组LED指示灯(L1～L10)，每组指示灯包括一个或者两个LED指示灯。例如，参见图2所示，L8组指示灯，具体包括两个LED指示灯。

具体实现上，在状态指示屏状态面板200中，各项指示灯的定义如下表1所示。

表1：指示灯定义。

在本发明中，具体实现上，逻辑控制器100，包括一个主逻辑模块(即基本型模块)CPU以及三个数字式扩展模块(即DM8-1、DM8-2以及DM8-3)

具体实现上，状态指示屏的逻辑控制器100，可以采用西门子(例如采用西门子LOGO！逻辑模块)微型PLC控制模块(或能实现同样功能的其他逻辑控制器及继电器控制逻辑)。该逻辑控制器采用一个基本型模块及三个数字式扩展模块组成，共有20个输入信号及16个输出信号，可通过编程实现简单的控制功能。逻辑控制器主要用于采集柜内各状态信号，并输出至LED状态屏。同时，也可实现旁路闭锁功能。

在本发明中，具体实现上，飞轮储能不间断电源系统为现有的飞轮储能不间断电源系统，例如，可以是美国艾泰沃(Active Power)公司生产的XT900iZ或类似型号的飞轮储能电源系统。

在本发明中，具体实现上，状态指示屏的逻辑控制器100，是现有的逻辑控制器，例如可以采用西门子公司的LOGO！逻辑模块，该逻辑模块由一个主控模块加三个数字模块组成。用于接收外部输入信号(断路器位置状态、带电指示器指示、发电机组状态、UPS状态等)，并将信号输出至显示屏。同时，也能向飞轮储能机组控制器输出发电机组就绪信号，及实现外部旁路锁功能。

具体实现上，状态指示屏的逻辑控制器100，通过三路直流电源进行供电。具体结构如下：

第一路直流电源结构为：逻辑控制器100的电源端，通过220V转24V的DC-DC模块，与外部的电源自动投切开关(ATS)相连接，该电源自动投切开关用于在飞轮储能不间断电源启动前，对逻辑控制器100进行供电。

第二路直流电源结构为：逻辑控制器100的电源端，通过220V转24V的DC-DC模块，与外部的飞轮储能不间断电源(UPS)相连接，该飞轮储能不间断电源用于在电源投切过程中前置电源失电时，对逻辑控制器100进行供电。

第三路直流电源结构为：逻辑控制器100的电源端，与低压直流电源(例如24V的低压电瓶，具体可以为串联的两只12V电瓶)相连接，该外部低压直流电源用于在飞轮储能不间断电源启动前，对供电逻辑控制器100进行供电。

需要说明的是，对于本发明，前两种电源为220V交流电通过DC-DC模块转换为24V直流；第三种电源可以为两只12V电瓶串联形成24V直流。

具体实现上，为避免发生环流，三种供电方式均在正极正向串联接入一只二极管(1N5822，或类似型号)。同时，外部低压直流电源也可通过空气开关(QF0)供给至低压直流照明系统。

也就是说，逻辑控制器100的电源端，与220V转24V的DC-DC模块之间，串联有一只二极管D；

逻辑控制器100的电源端与外部低压直流电源(例如外部低压电瓶，具体可以为串联的两只12V电瓶)之间，也串联有一只二极管D。

具体实现上，逻辑控制器100的电源端与外部低压直流电源(例如外部低压电瓶，具体可以为串联的两只12V电瓶)，均与两个电容C相并联；

具体实现上，逻辑控制器100的电源端与外部低压直流电源之间的线路上，串联有电抗器L；

逻辑控制器100的电源端与外部低压直流电源之间的线路上，还串联有保险管FU5和FU8。

需要说明的是，在低压直流电源接入逻辑控制器100前，并联接入电容C、串联接入电抗器L，进行滤波。同时，串入一只保险管(图2所示的FU5)进行保护。

具体实现上，220V转24V的DC-DC模块与外部的电源自动投切开关(ATS)之间的线路，以及220V转24V的DC-DC模块与外部的飞轮储能不间断电源(UPS)之间的线路上，分别串联有保险管FU6和保险管FU7。

对于本发明，需要说明的是，对于状态指示屏的逻辑控制器100，控制器本体输入端子用于采集数字开关信号，输出端子用于输出继电器触点信号。在本发明中，输入端子用于断路器位置、发电机组状态、UPS状态等开关状态量的输入，输出端子接至显示屏，通电即为亮，断电即为灭。具体每个端子的功能定义如下表2所示。

在本发明中，对于逻辑控制器100，逻辑模块(即逻辑控制器100)的输入定义如表2所示。表2：逻辑模块输入定义。

具体实现上，参见表2所示，预设外部多个工作模块，可以包括ATS柜继电器、油机继电器、交流不间断电源UPS、输入断路器以及输出断路器、旁路断路器等。

具体实现上，参见表2所示，其中，油机继电器G1-1至G1-4的信号在接线仓，通过外置信号电缆与柴油发电机组控制单元相连接；

其中，UPS(飞轮储能不间断电源)柜继电器U1-1至U1-4的信号，通过柜内信号电缆与飞轮储能控制柜相连接。

S1按钮用于进行灯光测试，当按下时点亮所有指示灯，以排除显示故障。所有输入信号经过逻辑模块(即逻辑控制器100)程序后，在逻辑控制器100输出端连接的状态指示屏状态面板200进行状态显示。

在本发明中，具体实现上，逻辑控制器100的输出信号端口，通过DB25插头(或类似连接器、接插件)与状态指示屏状态面板200相连接。

在本发明中，具体实现上，逻辑控制器100的供电线路，通过DB25(或类似连接器、接插件)插头与状态指示屏状态面板200相连接；

状态指示屏状态面板200内置24V转5V的供电模块；

24V转5V的供电模块，与逻辑控制器100的供电线路相连接。

具体实现上，在电源自动投切柜门处及机组外维护窗口各设置一面状态指示屏状态面板200，以方便进行状态观察。

在本发明中，具体实现上，主逻辑模块(即基本型模块)CPU的Q2输出信号端口，连接至飞轮储能系统柜中的飞轮控制器，用于输出油机就绪信号，从而为飞轮储能系统柜中飞轮控制器日志记录提供依据。当收到飞轮控制器反馈的柴油发电机组已启动信号时，该触点闭合。

在本发明中，具体实现上，逻辑控制器100的电源端，与一个旁路断路器3QF的辅助触点相接。

具体实现上，在交流不间断电源(UPS)工作时，为避免发生短路事故，旁路断路器3QF与输入断路器1QF不允许同时合入，在数字式扩展模块DM8-2的Q2输出信号端口进行电气闭锁，其原理图如图3所示；

参见图3所示，逻辑控制器100内包括的数字式扩展模块DM8-2的Q2-1输出信号端口，分别与保险管FU13的一端和电流继电器KA10的一端触点相连接；

保险管FU13的另一端，连接火线L1；

电流继电器KA10的另一端触点，与旁路断路器3QF中的失压闭锁继电器的一端相接；

数字式扩展模块DM8-2的Q2-2输出信号端口，与电流继电器KA10的线圈一端相连接；

电流继电器KA10的线圈另一端，分别连接零线N和旁路断路器3QF中的失压闭锁继电器的另一端。

需要说明的是，对于本发明，当逻辑控制器100中的数字式扩展模块DM8-2检测到输入断路器1QF闭合时，断开Q2触点，KA10的线圈失电，KA10的常闭触点保持闭合，使旁路断路器3QF的失压闭锁继电器通电。此时，3QF断路器内部闭锁合闸线圈，无法进行合闸操作。

当输入断路器1QF打开后，逻辑控制器100中的数字式扩展模块DM8-2的Q2触点闭合，KA10触点打开，旁路断路器3QF解除闭锁状态，允许进行合闸操作，完成电气锁功能。

对于本发明，当逻辑控制器100中的数字式扩展模块DM8-2因电源等问题未处于工作状态时，全部触点默认为常开状态，可避免此时误合入3QF开关。同时，旁路断路器3QF本体上亦设置机械钥匙闭锁，防止误碰及误操作发生事故。

需要说明的是，对于本发明，由预设外部多个工作模块所输入的工作状态信号，进入逻辑控制器100中后，通过逻辑控制器100编程，可以实现灯控及信号输出。通过编程控制灯控及信号输出的技术为现有常规的技术，在此不再赘述。

因此，对于本发明，通过状态指示屏状态面板200，可以方便的实现飞轮储能机组、市电及柴油发电机组状态监测，并实现旁路断路器闭锁。

对于本发明，其提出了一种飞轮储能不间断电源系统状态屏样式、功能、控制及接线，方便操作人员观察系统运行状态。

基于以上技术方案可知，对于本发明，提出了飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏的具体样式、显示控制、接线逻辑、供电逻辑。同时，还定义了输入信号、指示灯功能及输出信号。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种飞轮储能不间断电源系统的状态指示屏，其设计科学，能够根据用户的需求，显示预设的工作状态，以方便操作人员进行观察，具有重大的实践意义。

对于本发明，预设的工作状态，不限于外部电源状态、内部电源状态、各主要断路器分合指示、储能系统工作状态、与储能系统配合工作的柴油发电机组工作状态等，可以根据用户的需要进行灵活设置。

对于本发明提供的状态指示屏，通常布置于电源自动投切柜处或其他方便操作人员观察的位置。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。