[发明专利]备用电源切换方法及系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及电力领域，特别是涉及一种备用电源切换方法及系统。

【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VM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。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种备用电源快速的切换方法。

另外，还有必要提供一种备用电源快速的切换系统。

一种备用电源切换方法，包括以下步骤：

启动切换，跳开工作电源开关；采集备用电源投入条件；符合所述工作电源开关跳开的判据以及备用电源投入条件，则执行切换电源动作，投入备用电源；所述达到启动切换，跳开工作电源开关的执行至少包括如下判据的一种，所述判据有：频压品质启动、频差启动、频差无流启动、逆功率启动以及频差逆功率启动。

优选地，所述启动切换，跳开工作电源开关的步骤还包括功率方向闭锁的判据。

优选地，所述启动切换，跳开工作电源开关的步骤还包括U_bus＜30％U_n的判据和/或F_bus＜40Hz的判据。

优选地，所述启动切换，跳开工作电源开关的步骤还包括备用电源正常的判据。

优选地，所述采集备用电源投入条件包括：

步骤S210，母线失电；

步骤S220，判断频差压差是否越限，是则进入无压备自投逻辑的步骤S270，否则转入判断自备发电机是否退出负荷系统的步骤S230；

步骤S230，判断自备发电机是否退出负荷系统，是则进入判断同步电动机是否退出负荷系统的步骤S240，否则进入判断是否满足同期并网条件的步骤S231；所述判断是否满足同期并网条件的步骤S231，是则投入备用电源S260，否则返回步骤S220；

步骤S240，判断同步电动机是否退出负荷系统，是则进入判断是否满足异步电动电源投入准则S250的步骤，否则进入判断是否满足同步电动机电源投入准则的步骤S241；所述判断是否满足同步电动机电源投入准则的步骤S241，是则投入备用电源S260，否则返回步骤S220；

步骤S250，判断是否满足异步电动电源投入准则，是则投入备用电源S260，否则返回步骤S220。

优选地，所述符合所述工作电源开关跳开的判据以及备用电源投入条件的条件还包括：备用电源正常的判据。

优选地，所述符合所述工作电源开关跳开的判据以及备用电源投入条件的条件还包括：不平衡电压闭锁的判据。