[实用新型]备用电源切换装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及电力领域，特别是涉及一种备用电源切换装置。

【背景技术】

在石化、冶金等厂矿连续性生产企业，其生产工艺和流程对供电可靠性和连续性提出了很高的要求，供电的中断和电压大幅波动会给企业带来巨大的损失。

如图1，按照传统电力系统的n-1准则，为了提高供电可靠性，上述厂矿企业的供电系统均采用不少于两个供电电源设计。双进线同时向母线进行供电，母联开关ML断开，I母线和II母线互为备用电源。两条进线来源于同一个电网的不同变电站，当电网发生故障导致其中一段母线(I母线或II母线)失电时，跳开失电母线的进线开关(1DL或2DL)，然后马上将母联ML合上，使失电母线重新受电，以此来提高供电的可靠性。电力系统将用来完成这一系列供电电源切换控制的装置统称为备用电源自动投入装置，简称备自投。

由于负荷特性和运行工况的差异，传统的备自投的投入条件通常有三种，即①工作电源已断开(使用“无流”作判据)；②备用电源电压正常(使用“有压”判据)；③负荷母线电压为零(使用“无压”判据)。但条件③却有很大的局限性，因为厂矿企业的主要负荷是各种电动机，当母线失电后电动机群将进入发电机状态，其反馈电压构成了失电母线的残压(如图2)；具有大量电动机负荷的母线失去电源后，特别是具有独立励磁回路的同步电动机，其电压V_M的频率和幅值实际上反映了电动机群剩余的有功(机械惯性)和无功(励磁能量)分量，经常需要数秒才能衰减为零。按条件③投入备用电源，将导致一个较长的停电时间，重新受电后需经历时间较长的机电过渡过程(数秒)，况且此时为了避免大量成组自启动电动机对备用电源的冲击，一般需要切除部分负荷支路，这给等连续性生产企业带来了巨大的经济损失。

此外，厂矿企业的负荷情况复杂，很多大型厂矿配置了自备发电机。在母线失电时，自备发电机由于有独立的励磁回路和动力系统，它们对负荷区内的功率和电压消耗均有较强的支撑作用，使得现有的备用电源无法及时切换，及时的投入生产使用。

【实用新型内容】

基于此，有必要提供一种备用电源快速的切换装置。

一种备用电源切换装置，包括：采集供电线路、备用电源线路、母线、负荷线路及其支路中至少一路的电流、电压和频率值的采样模块；采集开入信号的开入采集模块；对所述电流、电压和频率值以及开入信号处理后发出控制信号的处理模块；根据所述控制信号执行控制动作的开出控制模块；所述处理模块分别与采样模块、开入采集模块以及开出控制模块连接。

优选地，所述处理模块还包括用于运算所述开入信号和控制信号的指令集的主处理模块，以及用于处理所述开入信号和控制信号的从处理模块。

优选地，所述主处理模块为RISC MPU。

优选地，所述从处理模块为ASIC芯片。

优选地，还包括与处理模块连接，且用于显示处理模块所产生的控制信号的开出信号模块。

优选地，还包括与处理模块连接，且用于矫正备用电源切换装置的时钟信息的时钟模块。

优选地，还包括与处理模块连接，且用于设定相关判据的数值和/或反馈备用电源切换装置的工作状态的人机交互模块。

优选地，还包括与处理模块连接，且用于传输信号、远距离控制及获取所述备用电源切换装置状态的通讯模块。

优选地，还包括与处理模块连接，且用于打印备用电源切换装置的参数的打印模块。

优选地，还包括与处理模块连接，且用于为备用电源切换装置提供直流电源的电源模块。

通过处理模块分别获取采样模块的电流、电压和频率值、开入采集模块的开入信号以及执行处理模块发出的控制信号的开出控制模块，能够准确、快速的切换备用电源。

【附图说明】

图1为传统电力系统供电方式示意图；

图2为失电母线残压相对备用电源的极坐标图；

图3为备用电源切换装置的原理框图；

图4为启动跳开工作电源开关的逻辑图；

图5为频压品质启动逻辑图；

图6为频差启动逻辑图；

图7为频差无流启动逻辑图；

图8为逆功率启动逻辑图；

图9为频差逆功率启动逻辑图；

图10为功率方向闭锁逻辑图；

图11为投入备用电源的逻辑图。

【具体实施方式】

为了解决备用电源无法及时切换的问题，提供一种备用电源切换装置，结合附图3进行阐述。