[发明专利]基于频率及电压变化量的工业企业电源快速切换起动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业企业电源快速切换装置的起动方法，主要适用于石化、钢铁、冶金、煤炭等工业企业的中高压变电所的电源切换装置，可以在工作电源发生故障情况下快速起动切换，将备用电源投入。

背景技术

工业企业变电站一般采用双电源供电模式以提高供电可靠性。根据运行方式的不同，备用电源分为热备用和冷备用。当工作电源发生各种影响到生产负荷正常运行的异常或故障后，必须快速地将备用电源投入，以保证生产的正常进行。目前通常使用备自投装置来实现工作电源和备用电源之间的切换，但由于备自投装置自身的特点导致备用电源投入需要若干秒，此时工作母线电压已经降至20％以下，即使备用电源投入，生产负荷也会因工作电压太低而跳机，大量电机的再启动基本已无法实现。更有一些工业企业索性将备自投退出运行。

针对上述情况，基于发电厂厂用电源快速切换装置(以下简称装置)的成熟经验，结合工业企业变电站的特点，开发出专门用于该领域的工业企业电源快速切换装置，利用快速及同期捕捉原理可以在几百毫秒内，最快100ms左右就将备用电源投入，使工作母线电压保持在70％以上，确保生产负荷的连续运行。随着在石化、钢铁等企业的顺利实施和成功应用，极大地降低了企业因故障等计划外停电造成的损失，取得了良好的社会效益和经济效益，得到用户的充分肯定。

装置之所以能够在很短的时间内完成电源的切换，快速及同期捕捉的实现方式固然重要，同样重要的就是要能够在故障发生后尽快地起动切换逻辑。工业企业变电站接线及运行情况复杂多变，要针对不同的运行方式及故障类型设计开发相应的快速起动逻辑。如图1，在工作母线以下只有负荷，无发电机，即正常运行时开关(断路器)1DL处的电流只可能流向母线，装置利用功率方向起动或无流起动等判据可在工作电源发生任何故障情况下快速起动装置的切换逻辑。如图2，在工作母线不只有生产负荷，还接有发电机，该发电机向负荷供电，负荷少的情况下还可能向电网倒送电，即正常运行时开关1DL处的电流可能很小，甚至会流向上级电网，这种情况下，装置现有的起动条件就无法在故障的第一时刻起动切换逻辑。所以，有必要开发适用于此情况下的快速起动判据。

发明内容

本发明的目的是：提出一种工业企业电源快速切换的起动方法，通过切换装置自身采集的相关信息，准确判断出电源侧发生的故障，快速起动切换，将备用电源投入，尤其提出在工作母线不但接有生产负荷，还接有发电机的情况下工业企业电源快速切换的起动方法，以解决工企变电站在某些特殊运行工况下的电源侧故障无法快速识别的问题。

本发明的技术方案是：基于频率及电压变化量的工业企业电源快速切换装置起动条件，利用工作母线电压幅值及频率在工作电源因故障而跳开后的变化量，确认工作电源故障而起动切换。

当进线或变压器上侧开关因线路或变压器故障跳开后，工作母线电压及频率出现异常，偏离正常运行范围，装置测量电压幅值和频率的变化，在同时达到下述判据时，快速启动：

1)电压幅值判据：|U_max-U_e|＞U_set，其中U_max为装置测量工作母线的最大线电压，U_e为额定电压，U_set为整定值；

2)频率判据：|f_max-f|＞f_set，其中f_max为装置测量通过工作母线电流的频率最大值且对三相分别进行测频，f为工频50Hz，f_set为整定值；

但在PT断线时，闭锁该起动条件。

本发明方法利用快速切换装置现有采集量，通过逻辑运算与组合，实现期望目标。

本发明的有益效果是：通过组合上述各判据(元件)，即可得到一个既灵敏又可靠的闭锁逻辑，可参见图3。本发明在工作母线不但接有生产负荷，还接有发电机的情况下实现工业企业电源快速切换的起动方法，解决了工企变电站在某些特殊运行工况下的电源侧故障无法快速识别的问题。最终实现电源快速切换装置的工业企业变电站的成功应用。

附图说明

图1：不带发电机的工业企业变电站接线图

图2：带发电机的工业企业变电站接线图

图3：基于电压及频率变化量的起动条件逻辑

具体实施方式

图1中，工作母线只接有负荷，无发电机，即正常运行时开关1DL处的电流只可能流向母线，则利用功率方向起动或无流起动等判据可在工作电源发生任何故障情况下快速起动装置的切换逻辑。