[发明专利]一种电网电压瞬间抖动的监控装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，具体涉及一种电网电压瞬间抖动的监控装置及方法。

背景技术

电网电压瞬间抖动是指因雷击、短路或其他原因造成电网短时电压波动或短时断电现象。供电系统瞬间抖动的基本类型有：电压骤升、骤降、短时断电、电压闪变。电压骤升，持续0.5min至1min，电压上升或下降至标称电压的110%～180%；电压暂降/骤降时电压有效值降至标称值的10%至90%，且持续时间为10ms至1min(典型持续时间为10ms～600ms)；短时断电，时间在0.5个周波至3个周波的供电中断(如设备自投、重合闸、群起)；电压闪变，电压波形包络线呈规则的变化或电压幅值一系列随机变化，一般表现为人眼对电压波动所引起的照明异常而产生的视觉感受。

随着电网并网、环网的日益扩大，以及馈电变压器容量增大带来的配出回路的增多，电网瞬间抖动的现象越来越频繁。电网电压瞬间抖动时，电网电压在某一瞬间会导致接触器线圈瞬间失压，电动机正常运转时遇到瞬时失压，接触器就会释放，造成运行中的电动机不必要停机，使生产中断，给许多重要的自动化连续化生产的企业造成了一定的经济损失，甚至导致事故，石化、石油、化工、化纤、冶炼、钢铁行业因电网瞬间抖动引起电动机的非正常停机会造成难以估计的损失。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种电网电压瞬间抖动的监控装置及方法。

本发明的技术方案：

一种电网电压瞬间抖动的监控装置，包括：第一继电器、旁路供电单元和监控单元；

第一继电器的一端连接电网，第一继电器的另一端连接负载；旁路供电单元包括AC-DC整流电路、超级电容储能系统、逆变器及第二继电器；

AC-DC整流电路的输入端连接电网，AC-DC整流电路的输出端连接超级电容储能系统的输入端，超级电容储能系统的输出端连接逆变器的输入端，逆变器的输出端经第二继电器连接负载；所述超级电容储能系统包括多个超级电容储能单元和一个滤波电路，且各超级电容储能单元间串联联接，滤波电路的输入端与AC-DC整流电路的输出端联接，滤波电路的输出端联接一个超级电容储能单元的输入端；所述监控单元，包括电压传感器和MCU；电压传感器的输入端连接电网，电压传感器的输出端连接MCU的输入端，MCU的输出端分别连接第一继电器和第二继电器。

超级电容储能单元包括第一放大电路、超级电容和第二放大电路；其中，第一放大电路的输出端连接超级电容的一端，超级电容另一端连接第二放大电路的输入端。

旁路供电单元，用于电网电压发生瞬间抖动时为负载供电。

监控单元用于检测电网电压瞬间抖动并控制第一继电器的通断和第二继电器的通断。

采用所述的电网电压瞬间抖动的监控装置进行电网电压瞬间抖动监控的方法，包括如下步骤：

步骤1：电网输出的电压信号分别传输至负载和AC-DC整流电路；

步骤2：经AC-DC整流后的电压信号输出至超级电容储能系统，并对超级电容储能系统充电至额定电压值；

步骤3：电压传感器实时采集电网的电压信号，并将采集到的电压信号传至MCU；

步骤4：MCU通过采样法计算电网电压的幅值，并将该幅值与能够使得负载正常稳定工作的电网电压幅值标准值作比较，若两者不同，则此时发生电网电压瞬间抖动，则执行步骤5，否则，电网正常供电，即电网直接给负载供电，返回步骤1；

步骤5：MCU控制第一继电器关断，同时控制第二继电器导通，此时旁路供电单元开始供电，即超级电容储能系统通过逆变器为负载供电；

步骤6：在旁路供电单元供电过程中，MCU通过采样法实时计算电网电压幅值，并将该幅值与电网电压幅值标准值比较，若两者相同，电网电压瞬间抖动结束，执行步骤7，否则，继续由旁路供电单元供电；

步骤7：MCU控制第一继电器导通并同时控制第二继电器关断，执行步骤1。

有益效果：在生产过程中，使用本发明的装置及方法监控电网电压瞬间抖动时，避免在电网电压瞬间抖动发生时电网电压在很短的时间内（一般是几秒以内）出现抖动，实现负载电压恒定，能够有效避免电网电压瞬间抖动时造成的电机不必要停机，保证整个自动化生产线的稳定性；超级电容储能系统使得整个装置不受连续的电压瞬间抖动影响，可无声工作。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的电网电压瞬间抖动的监控装置的结构示意图；

图2为本发明一种实施方式的AC-DC整流电路原理图；