專利名稱：一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用電系統(tǒng)切換方法，特別涉及一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)
定切換方法。
背景技術(shù)：
電網(wǎng)中安裝有大量的用電設(shè)備，由于電網(wǎng)龐大，受自然環(huán)境影響較大，設(shè)備多，故 障的概率較高，易出現(xiàn)供電短時(shí)間中斷現(xiàn)象，由于化工鋼鐵企業(yè)中壓一般為不接地系統(tǒng)，但 是由于系統(tǒng)大，系統(tǒng)電容電流大，雖然安裝消弧線圈，往往發(fā)生單相接地后，迅速發(fā)展為多 相短路，母線電壓將迅速波動(dòng)；同時(shí)由于生產(chǎn)工藝的需要，往往裝有大容量的整流變壓器， 系統(tǒng)中有大量的諧波，對(duì)繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)控制設(shè)備造成干擾，設(shè)備故障率增加，從而造 成供電系統(tǒng)異常波動(dòng)；400V保護(hù)往往是熱耦、熔斷器保護(hù)，故障切除時(shí)間長(一般200mS以
上)；系統(tǒng)有大量成組自啟動(dòng)電機(jī)存在時(shí)，往往啟動(dòng)電流特別大(有時(shí)可能引起保護(hù)誤動(dòng) 作)，存在母線電壓波動(dòng)大、時(shí)間長；對(duì)于部分大型企業(yè)為保證供電可靠性，中壓系統(tǒng)為并
列運(yùn)行，系統(tǒng)中任何設(shè)備故障都會(huì)引起電源波動(dòng)，設(shè)備越多出現(xiàn)電壓波動(dòng)的概率越高。
以上多種原因造成的系統(tǒng)電壓出現(xiàn)較大波動(dòng)時(shí)，極容易造成母線段上部分設(shè)備異 常停車，以至于導(dǎo)致工藝流程出現(xiàn)異常，甚至流程終止，造成生產(chǎn)紊亂。對(duì)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī) 而言，當(dāng)電壓下降至70%以下時(shí)，其出力將下降至50%以下，將影響工藝流程的正常進(jìn)行， 許多設(shè)備都裝有0. 5S的低電壓保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，即使系統(tǒng)備自投準(zhǔn)確動(dòng)作(母線 失壓延時(shí)往往大于過流時(shí)間，即切換時(shí)間大于0. 5S，更大于交流接觸器失電脫扣時(shí)間)，也 就是即使切換成功，O. 5S的低電壓保護(hù)也已經(jīng)動(dòng)作了，同時(shí)系統(tǒng)有大量成組自啟動(dòng)電機(jī)時(shí)， 往往自啟動(dòng)電流特別大(有時(shí)可能引起保護(hù)誤動(dòng)作)，存在母線電壓波動(dòng)大、時(shí)間長。如 易造成同步電機(jī)失步、失磁、低電壓動(dòng)作而退出運(yùn)行，此時(shí)備用電源只能作為保安電源了， 生產(chǎn)工藝流程將出現(xiàn)中斷，存在生產(chǎn)安全的極大隱患。 對(duì)于中小化工企業(yè)而言由于沒有大量的高壓電機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)電壓波動(dòng)時(shí)，母 線的殘壓衰減特別快，即系統(tǒng)對(duì)電壓波動(dòng)的抵御能力差，同時(shí)由于400V開關(guān)柜中大部分采 用交流接觸器，交流接觸器的特性為返回電壓30% 70%，在60-80mS內(nèi)交流接觸器就 斷開，各種原因引起的電壓波動(dòng)，極易造成交流接觸器非正常分開，生產(chǎn)工藝流程將出現(xiàn)中 斷。 對(duì)系統(tǒng)中的同步電動(dòng)機(jī)而言，由于勵(lì)磁電源往往來自同一電源，當(dāng)電源發(fā)生波動(dòng) 時(shí)極易出現(xiàn)失磁保護(hù)動(dòng)作；電源電壓波動(dòng)時(shí)，極易造成同步電機(jī)失步，導(dǎo)致同步電機(jī)退出運(yùn) 行；另外當(dāng)電源出現(xiàn)較長時(shí)間波動(dòng)時(shí)，低電壓保護(hù)將動(dòng)作，導(dǎo)致同步電機(jī)退出運(yùn)行。同步電 機(jī)等重要電機(jī)退出運(yùn)行，將造成生產(chǎn)安全的極大隱患，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重生產(chǎn)安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種根據(jù)廠用電系統(tǒng)的狀態(tài)，解決供電線路故障時(shí)以最快的 速度把負(fù)荷切換到備用線路上的無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法。
3
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方 法，通過包括CPU模件、電源模件、開關(guān)量模件、交流量模件、直流模件、出口模件、信號(hào)模件 和管理模件的無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置控制廠用電系統(tǒng)主饋線、備用饋線、母聯(lián)三者之間切換，
將負(fù)荷切換到備用線路上，包括以下切換步驟， CPU模件檢測(cè)廠用電系統(tǒng)中的斷路器開關(guān)狀態(tài)，自動(dòng)識(shí)別廠用電系統(tǒng)是運(yùn)行于雙 饋線方式或是雙饋線加母聯(lián)方式； CPU模件檢測(cè)到起動(dòng)邏輯信號(hào)后，啟動(dòng)正常切換、事故切換或非正常切換起動(dòng)方 式； 在正常切換起動(dòng)方式下，進(jìn)行正常并聯(lián)切換、正常同時(shí)切換或正常串聯(lián)切換的切 換方式選擇，在事故切換啟動(dòng)方式下，進(jìn)行事故非正常同時(shí)切換或事故非正常串聯(lián)切換的 切換方式選擇，在非正常切換起動(dòng)方式下，進(jìn)行非正常串聯(lián)切換方式； 依照切換動(dòng)作過程狀態(tài)，在正常并聯(lián)切換方式下通過快速切換的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行切 換，在正常同時(shí)切換、正常串聯(lián)切換、事故串聯(lián)切換、事故同時(shí)切換或非正常串聯(lián)切換方式 下進(jìn)行主饋線、備用饋線之間不同速度的快速、同相、殘壓或長延時(shí)切換的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行切換。 所述起動(dòng)方式在正常切換情況下為人工切換信號(hào)，使主饋線、備用饋線、母聯(lián)之間 的人工切換；在事故切換、非正常切換情況下通過主饋線或備用饋線的上一級(jí)主保護(hù)接點(diǎn)、 母聯(lián)失電或開關(guān)誤跳信號(hào)，使主饋線和備用饋線之間的自動(dòng)切換；非正常切換的起動(dòng)方式 又分為低壓和偷跳起動(dòng)方式。 正常并聯(lián)切換方式又分為正常并聯(lián)自動(dòng)切換方式和正常并聯(lián)半自動(dòng)切換方式。
事故切換時(shí)啟動(dòng)合閘的對(duì)象分支后進(jìn)行加速保護(hù)。 各種切換是指從主饋線向備用饋線切換，或者從備用饋線向主饋線切換。
進(jìn)一步還包括閉鎖、報(bào)警、測(cè)量顯示、事故記錄、錄波、打印和通信步驟。
所述正常切換起動(dòng)方式是在系統(tǒng)正常工作時(shí)，人工切換主饋線與備用饋線開關(guān) 后，從主饋線和備用饋線之間雙向進(jìn)行正常并聯(lián)切換、正常同時(shí)切換或正常串聯(lián)切換的切 換方式選擇；所述事故切換是在主饋線或備用饋線的上一級(jí)主保護(hù)接點(diǎn)啟動(dòng)后，從主饋線 和備用饋線之間雙向進(jìn)行事故串聯(lián)切換或事故同時(shí)切換的切換方式選擇；所述非正常切換 是在低壓起動(dòng)或開關(guān)偷跳起動(dòng)后，自啟動(dòng)無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置，實(shí)現(xiàn)主饋線和備用饋線之 間雙向切換； 在選擇正常并聯(lián)切換方式時(shí)，由人工起動(dòng)，若并聯(lián)切換條件滿足時(shí)還可進(jìn)行并聯(lián) 自動(dòng)切換方式或并聯(lián)半自動(dòng)切換方式； 在并聯(lián)自動(dòng)切換方式時(shí)，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置將先合上備用饋線開關(guān)，再自動(dòng)跳 開主饋線開關(guān)，若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足、備用饋線開關(guān)未合上或主饋線開關(guān)未跳開， 裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)出切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)； 在并聯(lián)半自動(dòng)切換方式時(shí)，合上備用饋線開關(guān)，而跳開主饋線開關(guān)的操作由人工 完成，若在整定的時(shí)間內(nèi)，人工仍未跳開主饋線，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)出切 換失敗和裝置閉鎖信號(hào)，若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足或備用饋線開關(guān)未合上，裝置將在 閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)； 在正常同時(shí)切換方式時(shí)，由人工起動(dòng)切換，先跳主饋線開關(guān)，在滿足切換判別條件后，合上備用饋線開關(guān)，正常同時(shí)切換有快速、同相、殘壓三種切換判別條件下的實(shí)現(xiàn)方式， 無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置快速不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相或殘壓切換實(shí)現(xiàn)方式，若主饋線開關(guān)未跳 開，裝置將在去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)；若起動(dòng)備用饋線開關(guān)未合上，裝置將在 閉鎖同時(shí)發(fā)出切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)； 在正常串聯(lián)切換方式時(shí)，由人工起動(dòng)切換，先跳開主饋線開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)已跳開 時(shí)，在滿足切換判別條件后，合上備用饋線開關(guān)；正常串聯(lián)切換有快速、同相或殘壓三種切 換判別條件下的實(shí)現(xiàn)方式，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置快速切換不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相或殘壓切 換實(shí)現(xiàn)方式；若起動(dòng)后備用饋線開關(guān)未合上，裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)出切換失敗和裝置閉鎖 信號(hào)； 在事故同時(shí)切換方式時(shí)，由主饋線上一級(jí)主保護(hù)起動(dòng)，先跳主饋線開關(guān)，在滿足切
換判別條件時(shí)，合上備用饋線開關(guān)；事故同時(shí)切換有快速、同相、殘壓或長延時(shí)四種切換判
別條件下的實(shí)現(xiàn)方式，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置快速切換不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相、殘壓或長延
時(shí)切換；若起動(dòng)后備用饋線開關(guān)未合上，裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)出切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)；
若起動(dòng)主饋線開關(guān)未跳開，裝置將在去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)； 在事故串聯(lián)切換方式時(shí)，由主饋線上一級(jí)主保護(hù)起動(dòng)，先跳開主饋線開關(guān)，確認(rèn)開
關(guān)已跳開時(shí)，在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用饋線開關(guān)；事故串聯(lián)切換有快速、同相、殘壓
和長延時(shí)四種切換判別條件下的切換實(shí)現(xiàn)方式，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置快速切換不成功時(shí)自
動(dòng)轉(zhuǎn)入同相、殘壓切換或長延時(shí)切換；若起動(dòng)后主饋線開關(guān)未跳開或備用饋線開關(guān)未合上，
裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)出切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)； 在母線失電低壓起動(dòng)方式時(shí)，母線三相線電壓均低于整定值且時(shí)間大于整定值 時(shí)，則無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置起動(dòng)切換方式同時(shí)切換或串聯(lián)切換，其切換條件和切換邏輯與 事故切換相同； 在開關(guān)誤跳偷跳起動(dòng)方式時(shí)，造成主饋線或備用饋線開關(guān)誤跳開，無擾動(dòng)穩(wěn)定裝 置在滿足切換判別條件后，合上備用饋線或主饋線開關(guān)，開關(guān)誤跳有快速、同相、殘壓和長 延時(shí)四種切換判別條件下的切換實(shí)現(xiàn)方式，裝置快速切換不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相、殘壓或 長延時(shí)切換，若起動(dòng)后備用饋線或主饋線開關(guān)未合上，裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝 置閉鎖信號(hào)。 所述切換實(shí)現(xiàn)方式中的快速切換是在切換起動(dòng)瞬間，如主饋線和備用饋線的參數(shù) 在定值范圍之內(nèi)則可進(jìn)行快速切換，即主饋線和備用饋線間的相角差、頻率差保持在定值 范圍之內(nèi)，快速切換時(shí)間小于O. 2S，采用快速開關(guān)切換； 所述切換實(shí)現(xiàn)方式中的同相切換是在相角差為零時(shí)，實(shí)現(xiàn)切換，裝置根據(jù)實(shí)時(shí)的 頻率、相角、幅值的變化規(guī)律，計(jì)算出在母線殘壓與備用電源電壓向量第一次相位重合時(shí)的 時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間接近合閘回路總時(shí)間時(shí)，發(fā)出合閘命令； 所述切換實(shí)現(xiàn)方式中的殘壓切換是當(dāng)母線殘壓衰減到20% _40%額定電壓后實(shí) 現(xiàn)的切換，殘壓切換作為快速切換和同相切換的后備功能，起動(dòng)和原有饋線分閘的條件與 首次同相切換方式相同，只是備用饋線的合閘條件與首次同相切換方式有所不同。只有當(dāng) 母線電壓衰減到某個(gè)允許值時(shí)，才可合上備用饋線。合閘時(shí)無須判據(jù)相角或頻率差，這是 不同步的切換方式，殘壓切換雖能保證設(shè)備安全，但由于停電時(shí)間過長，設(shè)備自起動(dòng)成功與 否、自起動(dòng)時(shí)間等都將受到較大限制。
所述切換實(shí)現(xiàn)方式中的長延時(shí)切換是在設(shè)定的時(shí)間結(jié)束之前無法滿足快速、同向或殘壓上述任何一種切換判別條件時(shí)，執(zhí)行延時(shí)切換，長延時(shí)時(shí)間控制切換僅作為安全備用方式，正常情況無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置在設(shè)定的參數(shù)下，是不會(huì)發(fā)生這種切換方式，通常只有當(dāng)短時(shí)間內(nèi)同時(shí)發(fā)生多次故障時(shí)才可能發(fā)生這種切換方式。 本發(fā)明的有益效果是能夠避免在電源切換時(shí)造成運(yùn)行電壓中斷或設(shè)備沖擊損壞，簡化電源切換操作并減少誤操作，以保證用電設(shè)備不斷電連續(xù)運(yùn)行。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的供電一次系統(tǒng)簡圖。 圖3為本發(fā)明殘壓特性和可能的切換位置示意圖。 圖4為本發(fā)明無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法步驟簡圖。 圖5為本發(fā)明人工起動(dòng)并聯(lián)切換邏輯圖。 圖6為本發(fā)明人工起動(dòng)同時(shí)切換邏輯圖。 圖7為本發(fā)明人工起動(dòng)串聯(lián)切換邏輯圖。 圖8為本發(fā)明事故非正常起動(dòng)同時(shí)切換邏輯圖。 圖9為本發(fā)明事故非正常起動(dòng)串聯(lián)切換邏輯圖。 圖10為本發(fā)明的偷跳起動(dòng)切換邏輯圖。 其中l(wèi)DL、3DL-主饋線斷路器開關(guān)，2DL、4DL-備用饋線斷路器開關(guān)，5DL-母聯(lián)斷
路器開關(guān)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例作進(jìn)一步的描述 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的切換方法通過采用主CPU模件和從CPU模件的雙CPU模件的無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置來實(shí)現(xiàn)，分別完成測(cè)量、邏輯和切換等主要功能，以及完成顯示、通信、打印等輔助功能，主、從CPU模件間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主、從CPU模件完成模擬量及開關(guān)量測(cè)量、計(jì)算、判斷，處理結(jié)果信號(hào)經(jīng)光耦隔離輸出，將從現(xiàn)場PT、 CT來的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過高精度電流輸出型電壓、電流互感器隔離、濾波轉(zhuǎn)換為小信號(hào)供主CPU使用。各種信號(hào)以繼電器空接點(diǎn)方式輸出，可接光字牌、DCS系統(tǒng)或其它智能設(shè)備；各種開關(guān)量信號(hào)(空接點(diǎn))經(jīng)繼電器和光電兩級(jí)隔離轉(zhuǎn)換為小信號(hào)供主CPU使用；主CPU發(fā)出的出口跳合閘指令由邏輯組合并經(jīng)光電隔離和中間繼電器隔離放大后由干簧繼電器空接點(diǎn)輸出。
本實(shí)施例的供電一次系統(tǒng)采用雙饋線加母聯(lián)的配置運(yùn)行方式，如圖2所示，是鑒于冗余的原因，將電力負(fù)荷分配在兩段母線中。母聯(lián)包括母線I段、母線II段和母聯(lián)斷路器開關(guān)，兩段母線之間的母聯(lián)斷路器開關(guān)正常情況下處于分閘狀態(tài)，主饋線和備用饋線斷路器開關(guān)都處于合閘狀態(tài)；一旦一條饋線出現(xiàn)故障，切換是在故障饋線的斷路器開關(guān)和母聯(lián)斷路器開關(guān)之間進(jìn)行故障線路斷路器開關(guān)分閘，母聯(lián)斷路器開關(guān)合閘，切換成功之后，兩條母線由一條饋線供電。 一旦剛跳開的饋線上的故障排除之后，可通過人工起動(dòng)方式的切換方法恢復(fù)到初始供電狀態(tài)。本實(shí)施例切換方法起動(dòng)后，以最短的時(shí)間進(jìn)行切換，而且切換中不會(huì)對(duì)用戶帶來任何危險(xiǎn)，切換方法可以從任一饋線起動(dòng)，不論故障線路是主饋線或
6備用饋線。 本實(shí)施例切換方法的起動(dòng)方式和切換方式分為以下幾種情況，如圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示
—、正常切換起動(dòng)方式 正常切換指系統(tǒng)正常工作時(shí)，人工切換主饋線與備用饋線開關(guān)。正常切換是雙向的，可以由主饋線切向備用饋線，也可以由備用饋線切向主饋線。該功能由人工起動(dòng)，在控制臺(tái)、DCS系統(tǒng)或裝置面板上均可進(jìn)行。正常切換起動(dòng)方式下可進(jìn)行正常同時(shí)切換方式、正常并聯(lián)切換方式或正常串聯(lián)切換方式。 如圖6所示，正常同時(shí)切換方式指人工起動(dòng)同時(shí)切換，先跳主饋線(備用饋線)開關(guān)，在滿足切換判別條件后，合上備用饋線(主饋線)開關(guān)。正常同時(shí)切換有快速、同相、殘壓三種切換判別條件下的切換實(shí)現(xiàn)方式，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置快速切換不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相或殘壓切換。若主饋線(備用饋線)開關(guān)未跳開，裝置將去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)；若起動(dòng)后備用饋線(主饋線)開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。 如圖7所示，正常串聯(lián)切換指人工起動(dòng)切換，先跳開主饋線(備用饋線)開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)已跳開時(shí)，在滿足切換判別條件后，合上備用饋線(主饋線)開關(guān)。正常同時(shí)有切換，快速、首次同相、殘壓三種切換判別條件下的切換實(shí)現(xiàn)方式，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入首次同相或殘壓切換。若起動(dòng)后備用饋線(主饋線)開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。 如圖5所示，正常并聯(lián)切換指由人工起動(dòng)，若并聯(lián)切換條件滿足時(shí)還可進(jìn)行并聯(lián)自動(dòng)切換方式或并聯(lián)半自動(dòng)切換方式； 在并聯(lián)自動(dòng)切換方式時(shí)，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置將先合上備用饋線(主饋線)開關(guān)，再自動(dòng)跳開主饋線(備用饋線)開關(guān)，若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足、備用饋線(主饋線)開關(guān)未合上或主饋線(備用饋線)開關(guān)未跳開，裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)出切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)； 在并聯(lián)半自動(dòng)切換方式時(shí)，合上備用饋線(主饋線)開關(guān)，而跳開主饋線(備用饋線)開關(guān)的操作由人工完成，若在整定的時(shí)間內(nèi)，人工仍未跳開主饋線，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)出切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)，若起動(dòng)后并聯(lián)切換條件不滿足或備用饋線開關(guān)未合上，裝置將在閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)；
二、事故切換起動(dòng)方式 事故切換指主饋線(備用饋線)上一級(jí)主保護(hù)接點(diǎn)起動(dòng)(指變壓器或發(fā)變組差動(dòng)保護(hù)等)，事故切換是雙向的，可以由主饋線切向備用饋線，也可以由備用饋線切向主饋線，事故切換起動(dòng)方式下可進(jìn)行事故同時(shí)切換方式或事故串聯(lián)切換方式。 如圖8所示，事故同時(shí)切換由主饋線(備用饋線)上一級(jí)主保護(hù)起動(dòng)，先跳主饋線(備用饋線)開關(guān)，在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用饋線(主饋線)開關(guān)。同時(shí)切換有快速、同相、殘壓、長延時(shí)四種切換判別條件下的實(shí)現(xiàn)方式，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置快速切換不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相、殘壓切換或長延時(shí)切換。若起動(dòng)后備用饋線(主饋線)開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。若起動(dòng)后主饋線(備用饋線)開關(guān)未跳開，裝置將去耦同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。
如圖9所示，事故串聯(lián)切換，由主饋線(備用饋線)上一級(jí)主保護(hù)起動(dòng)，先跳開主饋線(備用饋線)開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)已跳開時(shí)，在滿足切換判別條件時(shí)，合上備用饋線(主饋線)開關(guān)。串聯(lián)切換有快速、首次同相、殘壓、長延時(shí)四種切換判別條件下的實(shí)現(xiàn)方式，快切不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入首次同相、殘壓切換和長延時(shí)切換。若起動(dòng)后主饋線(備用饋線)開關(guān)未跳開、備用饋線(主饋線)開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。
三、非正常切換起動(dòng)方式 非正常切換起動(dòng)方式由裝置檢測(cè)到非正常情況后自行起動(dòng)，非正常切換是雙向的，可以由主饋線切向備用饋線，也可以由備用饋線切向主饋線。非正常起動(dòng)方式下可進(jìn)行低壓切換方式和偷跳切換方式。 低壓切換方式時(shí)，當(dāng)母線三相線電壓均低于電壓整定值且時(shí)間大于時(shí)間整定值時(shí)，則進(jìn)行低壓同時(shí)切換或低壓串聯(lián)切換，其切換條件和切換邏輯與保護(hù)起動(dòng)的事故切換方式相同。 如圖10所示，偷跳切換方式時(shí)，因各種原因(包括人為誤操作)造成主饋線(備用饋線)開關(guān)誤跳開，裝置在滿足切換判別條件后，合上備用饋線(主饋線)開關(guān)。該切換有快速、同相、殘壓、長延時(shí)四種切換判別條件下的切換實(shí)現(xiàn)方式，無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置快速切換不成功時(shí)自動(dòng)轉(zhuǎn)入同相、殘壓切換和長延時(shí)切換。若起動(dòng)后備用饋線(主饋線)開關(guān)未合上，裝置將閉鎖同時(shí)發(fā)切換失敗和裝置閉鎖信號(hào)。 本實(shí)施例的切換方法，通過主從CPU模件每時(shí)每刻比較母線電壓和備用饋線的電壓，對(duì)被測(cè)電壓的幅值、頻率差、相角差進(jìn)行以下同步判斷該相角差指母線電壓和備用饋線電壓之間的相角差，構(gòu)成同步判據(jù)的相角差界值可根據(jù)超前或滯后母線電壓分別進(jìn)行調(diào)整，調(diào)度典型界值為頻率差小于±30° ;母線電壓和備用饋線電壓的頻率差反應(yīng)了用電設(shè)備及其動(dòng)態(tài)負(fù)荷斷電后的運(yùn)轉(zhuǎn)并指示是否允許進(jìn)行，確定為通常的界值1Hz ;備用饋線的電壓是進(jìn)行切換的另一個(gè)重要判據(jù)，只有當(dāng)饋線電壓存在時(shí)方可執(zhí)行切換，本實(shí)施例的最小備用電壓被整定為正常電壓的80% ;母線電壓在確定切換方式時(shí)也起重要作用，如果母線電壓值低于設(shè)定電壓值，則不允許進(jìn)行切換，本實(shí)施例的設(shè)定電壓值設(shè)定為正常電壓值的70%。 如圖3、圖4所示，根據(jù)上述判據(jù)條件和不同的切換動(dòng)作狀態(tài)，本實(shí)施例切換方法的切換方式通過選擇以下的實(shí)現(xiàn)方式實(shí)現(xiàn)，快速切換、同相切換、殘壓切換或長延時(shí)切換，
快速切換如主饋線和備用饋線間的相角差、頻率差在定值范圍之內(nèi)，才可以進(jìn)行快速切換?？焖偾袚Q時(shí)間應(yīng)小于0.2S，因而采用快速開關(guān)切換。快速切換通常由相位角來界定，選值為55。，如果開關(guān)的固有合閘時(shí)間為100ms，則合閘命令發(fā)出時(shí)的角度約需提前35° ，即可以實(shí)現(xiàn)備用電源電壓與母線殘壓向量夾角20。以內(nèi)快速切換，同時(shí)對(duì)于設(shè)備是安全的。 同相切換即在相角差為零時(shí)，實(shí)現(xiàn)切換，裝置切換時(shí)根據(jù)實(shí)時(shí)的頻率、相角、幅值的變化規(guī)律，計(jì)算出在母線殘壓與備用電源電壓向量第一次相位重合時(shí)的時(shí)間，當(dāng)該時(shí)間接近合閘回路總時(shí)間時(shí)，發(fā)出合閘命令。實(shí)現(xiàn)精確地過零點(diǎn)即首次同相，且不受負(fù)荷變化影響，對(duì)設(shè)備的自起動(dòng)很有利，同相切換作為快速切換的后備功能。 殘壓切換當(dāng)殘壓衰減到20% _40%額定電壓后實(shí)現(xiàn)的切換，殘壓切換作為快速切換和同相切換的后備功能。起動(dòng)和原有饋線分閘的條件與首次同相切換方式相同，只是備用饋線的合閘條件與首次同相切換方式有所不同。只有當(dāng)母線電壓衰減到某個(gè)允許值
時(shí)，才可合上備用饋線。合閘時(shí)無須判據(jù)相角或頻率差，這是不同步的切換方式。
長延時(shí)切換如果在一設(shè)定的時(shí)間結(jié)束之前無法進(jìn)行上述任何一種快速切換方
式，可執(zhí)行延時(shí)切換。為此，時(shí)間控制切換方式僅作為安全備用方式。正常情況在設(shè)定的參
數(shù)下是不會(huì)發(fā)生這種切換方式。只有當(dāng)短時(shí)間內(nèi)同時(shí)發(fā)生多次故障時(shí)才可能發(fā)生這種切換方式。 起動(dòng)后加速保護(hù)步驟是切換至備用饋線開關(guān)時(shí)，同時(shí)輸出一對(duì)空接點(diǎn)，用于投入 備用饋線分支保護(hù)裝置的后加速保護(hù)功能，接點(diǎn)閉合持續(xù)時(shí)間為5秒。起動(dòng)后加速空接點(diǎn) 共三對(duì)，分別對(duì)應(yīng)主饋線保護(hù)、備用饋線保護(hù)和母聯(lián)保護(hù)。 在本實(shí)施例切換方法的閉鎖及報(bào)警步驟中，保護(hù)閉鎖為防止備用饋線誤投入故障
母線，切換方法通過裝置提供了保護(hù)閉鎖開入量接口回路，當(dāng)某些保護(hù)動(dòng)作時(shí)，如過流、電
弧光母線保護(hù)等，裝置將閉鎖出口回路，同時(shí)給出"保護(hù)閉鎖"信號(hào)并等待復(fù)歸。 出口閉鎖當(dāng)裝置因軟壓板投入或控制臺(tái)閉鎖裝置投入時(shí)，裝置將閉鎖出口并給出
出口閉鎖信號(hào)，如裝置軟壓板退出或控制臺(tái)解除閉鎖時(shí)，裝置將自動(dòng)解除閉鎖，恢復(fù)運(yùn)行。
裝置軟壓板包括出口投入/退出和裝置快速切換、同相切換、殘壓切換、長延時(shí)切換分別投
入或退出。 在開關(guān)位置異常及去耦合步驟中，裝置在正常運(yùn)行時(shí)，不停地對(duì)所有開關(guān)的狀態(tài)
進(jìn)行檢查，如檢測(cè)到開關(guān)位置異常，即不滿足無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置的就緒條件時(shí)，裝置將閉
鎖出口，同時(shí)發(fā)開關(guān)位置異常信號(hào)，工作開關(guān)誤跳除外。切換過程中如發(fā)現(xiàn)一定時(shí)間內(nèi)該跳
的開關(guān)未跳開或該合的開關(guān)未合上，裝置將根據(jù)不同的切換方式分別處理并給出位置異常
閉鎖信號(hào)。如同時(shí)切換切換中，若該跳開的開關(guān)未能跳開，將造成兩電源并列，此時(shí)裝置將
執(zhí)行去耦合功能，跳開剛合上的開關(guān)。此時(shí)，將不響應(yīng)任何外部操作及起動(dòng)信號(hào)，只能人工
復(fù)歸解除，如閉鎖或故障仍存在，需待故障或閉鎖條件消除后復(fù)歸才有效。
本實(shí)施例的切換方法在以下幾種情況下，需對(duì)裝置進(jìn)行復(fù)歸操作，以備進(jìn)行下一
次動(dòng)作進(jìn)行了事故切換后；發(fā)出開關(guān)位置異常、保護(hù)閉鎖、PT斷線等閉鎖信號(hào)后，且為不
可自動(dòng)恢復(fù)；裝置發(fā)生故障后。 本實(shí)施例一種廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法能夠避免在電源切換時(shí)造成運(yùn)行 電壓中斷或設(shè)備沖擊損壞，簡化電源切換操作并減少誤操作，以保證用電設(shè)備不斷電連續(xù) 運(yùn)行。
9
權(quán)利要求
一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法，通過包括CPU模件、電源模件、開關(guān)量模件、交流量模件、直流模件、出口模件、信號(hào)模件和管理模件的無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置控制廠用電系統(tǒng)主饋線、備用饋線、母聯(lián)三者之間切換，將負(fù)荷切換到備用線路上，包括以下步驟，其特征在于CPU模件檢測(cè)廠用電系統(tǒng)中的斷路器開關(guān)狀態(tài)，自動(dòng)識(shí)別廠用電系統(tǒng)是運(yùn)行于雙饋線方式或是雙饋線加母聯(lián)方式；CPU模件檢測(cè)到起動(dòng)邏輯信號(hào)后，啟動(dòng)正常切換、事故切換或非正常切換起動(dòng)方式；在正常切換起動(dòng)方式下，進(jìn)行正常并聯(lián)切換、正常同時(shí)切換或正常串聯(lián)切換的切換方式選擇，在事故切換啟動(dòng)方式下，進(jìn)行事故非正常同時(shí)切換或事故非正常串聯(lián)切換的切換方式選擇，在非正常切換起動(dòng)方式下，進(jìn)行非正常串聯(lián)切換方式；依照切換動(dòng)作過程狀態(tài)，在正常并聯(lián)切換方式下通過快速切換的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行切換，在正常同時(shí)切換、正常串聯(lián)切換、事故串聯(lián)切換、事故同時(shí)切換或非正常串聯(lián)切換方式下進(jìn)行主饋線、備用饋線之間不同速度的快速、同相、殘壓或長延時(shí)切換的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行切換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法，其特征在 于所述起動(dòng)方式在正常切換情況下為人工切換信號(hào)，使主饋線、備用饋線、母聯(lián)之間的人 工切換；在事故切換、非正常切換情況下通過主饋線或備用饋線的上一級(jí)主保護(hù)接點(diǎn)、母聯(lián) 失電或開關(guān)誤跳信號(hào)，使主饋線和備用饋線之間的自動(dòng)切換；非正常切換的起動(dòng)方式又分 為低壓和偷跳起動(dòng)方式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法，其特征在 于正常并聯(lián)切換方式又分為正常并聯(lián)自動(dòng)切換方式和正常并聯(lián)半自動(dòng)切換方式。
4 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法，其特征 在于事故切換時(shí)啟動(dòng)合閘的對(duì)象分支后進(jìn)行加速保護(hù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法，其 特征在于各種切換是指從主饋線向備用饋線切換，或者從備用饋線向主饋線切換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法，其 特征在于還包括閉鎖、報(bào)警、測(cè)量顯示、事故記錄、錄波、打印和通信步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工業(yè)企業(yè)廠用電系統(tǒng)無擾動(dòng)穩(wěn)定切換方法，通過包括CPU模件的無擾動(dòng)穩(wěn)定控制裝置控制廠用電系統(tǒng)主饋線、備用饋線、母聯(lián)三者之間切換，將負(fù)荷切換到備用線路上，包括以下步驟，識(shí)別運(yùn)行方式、啟動(dòng)起動(dòng)方式、選擇切換方式、依照切換動(dòng)作過程和實(shí)現(xiàn)方式判斷；本發(fā)明的有益效果是能夠避免在電源切換時(shí)造成運(yùn)行電壓中斷或設(shè)備沖擊損壞，簡化電源切換操作并減少誤操作，以保證用電設(shè)備不斷電連續(xù)運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J9/06GK101728865SQ20091018357
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者張道明, 李亞勝 申請(qǐng)人:南京合富共展機(jī)電科技有限公司;上海合富共展機(jī)電科技有限公司