專利名稱：備用電源切換方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，特別是涉及一種備用電源切換方法及系統(tǒng)。背景技術(shù)：
在石化、冶金等廠礦連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)，其生產(chǎn)工藝和流程對(duì)供電可靠性和連續(xù)性 提出了很高的要求，供電的中斷和電壓大幅波動(dòng)會(huì)給企業(yè)帶來巨大的損失。如圖1，按照傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的n-1準(zhǔn)則，為了提高供電可靠性，上述廠礦企業(yè)的供 電系統(tǒng)均采用不少于兩個(gè)供電電源設(shè)計(jì)。雙進(jìn)線同時(shí)向母線進(jìn)行供電，母聯(lián)開關(guān)ML斷開， I母線和II母線互為備用電源。兩條進(jìn)線來源于同一個(gè)電網(wǎng)的不同變電站，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故 障導(dǎo)致其中一段母線(I母線或II母線)失電時(shí)，跳開失電母線的進(jìn)線開關(guān)(1DL或2DL)， 然后馬上將母聯(lián)ML合上，使失電母線重新受電，以此來提高供電的可靠性。電力系統(tǒng)將用 來完成這一系列供電電源切換控制的裝置統(tǒng)稱為備用電源自動(dòng)投入裝置，簡(jiǎn)稱備自投。由于負(fù)荷特性和運(yùn)行工況的差異，傳統(tǒng)的備自投的投入條件通常有三種，即①工 作電源已斷開(使用“無流”作判據(jù))；②備用電源電壓正常(使用“有壓”判據(jù))；③負(fù)荷 母線電壓為零(使用“無壓”判據(jù))。但條件③卻有很大的局限性，因?yàn)閺S礦企業(yè)的主要負(fù) 荷是各種電動(dòng)機(jī)，當(dāng)母線失電后電動(dòng)機(jī)群將進(jìn)入發(fā)電機(jī)狀態(tài)，其反饋電壓構(gòu)成了失電母線 的殘壓(如圖2)；具有大量電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的母線失去電源后，特別是具有獨(dú)立勵(lì)磁回路的同 步電動(dòng)機(jī)，其電壓VM的頻率和幅值實(shí)際上反映了電動(dòng)機(jī)群剩余的有功(機(jī)械慣性)和無功 (勵(lì)磁能量)分量，經(jīng)常需要數(shù)秒才能衰減為零。按條件③投入備用電源，將導(dǎo)致一個(gè)較長(zhǎng) 的停電時(shí)間，重新受電后需經(jīng)歷時(shí)間較長(zhǎng)的機(jī)電過渡過程(數(shù)秒)，況且此時(shí)為了避免大量 成組自啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)對(duì)備用電源的沖擊，一般需要切除部分負(fù)荷支路，這給等連續(xù)性生產(chǎn)企 業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此外，廠礦企業(yè)的負(fù)荷情況復(fù)雜，很多大型廠礦配置了自備發(fā)電機(jī)。在母線失電 時(shí)，自備發(fā)電機(jī)由于有獨(dú)立的勵(lì)磁回路和動(dòng)力系統(tǒng)，它們對(duì)負(fù)荷區(qū)內(nèi)的功率和電壓消耗均 有較強(qiáng)的支撐作用，使得現(xiàn)有的備用電源無法及時(shí)切換，及時(shí)的投入生產(chǎn)使用。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供一種備用電源快速的切換方法。另外，還有必要提供一種備用電源快速的切換系統(tǒng)。一種備用電源切換方法，包括以下步驟啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)；采集備用電源投入條件；符合所述工作電源開關(guān) 跳開的判據(jù)以及備用電源投入條件，則執(zhí)行切換電源動(dòng)作，投入備用電源；所述達(dá)到啟動(dòng)切 換，跳開工作電源開關(guān)的執(zhí)行至少包括如下判據(jù)的一種，所述判據(jù)有頻壓品質(zhì)啟動(dòng)、頻差 啟動(dòng)、頻差無流啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)以及頻差逆功率啟動(dòng)。優(yōu)選地，所述啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)的步驟還包括功率方向閉鎖的判據(jù)。
優(yōu)選地，所述啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)的步驟還包括Ubus <30% Un的判據(jù)和/或Fbus < 40Hz的判據(jù)。優(yōu)選地，所述啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)的步驟還包括備用電源正常的判據(jù)。優(yōu)選地，所述采集備用電源投入條件包括步驟S210，母線失電；步驟S220，判斷頻差壓差是否越限，是則進(jìn)入無壓備自投邏輯的步驟S270，否則 轉(zhuǎn)入判斷自備發(fā)電機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)的步驟S230 ；步驟S230，判斷自備發(fā)電機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)，是則進(jìn)入判斷同步電動(dòng)機(jī)是否退 出負(fù)荷系統(tǒng)的步驟S240，否則進(jìn)入判斷是否滿足同期并網(wǎng)條件的步驟S231 ；所述判斷是否 滿足同期并網(wǎng)條件的步驟S231，是則投入備用電源S260，否則返回步驟S220 ；步驟S240，判斷同步電動(dòng)機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)，是則進(jìn)入判斷是否滿足異步電動(dòng) 電源投入準(zhǔn)則S250的步驟，否則進(jìn)入判斷是否滿足同步電動(dòng)機(jī)電源投入準(zhǔn)則的步驟S241 ； 所述判斷是否滿足同步電動(dòng)機(jī)電源投入準(zhǔn)則的步驟S241，是則投入備用電源S260，否則返 回步驟S220 ；步驟S250，判斷是否滿足異步電動(dòng)電源投入準(zhǔn)則，是則投入備用電源S260，否則 返回步驟S220。優(yōu)選地，所述符合所述工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)以及備用電源投入條件的條件還 包括備用電源正常的判據(jù)。優(yōu)選地，所述符合所述工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)以及備用電源投入條件的條件還 包括不平衡電壓閉鎖的判據(jù)。同時(shí)還提供一種備用電源切換系統(tǒng)，包括處理模塊，與處理模塊連接的同步采樣 模塊、開入采集模塊以及開出控制模塊；同步采樣模塊，用于采集電流、電壓和頻率值；開 入采集模塊，用于采集開入信號(hào)，所述開入信號(hào)包括斷路器輔助接點(diǎn)位置信號(hào)、繼電保護(hù)信 號(hào)和控制開關(guān)信號(hào)中的至少一種；處理模塊，用于根據(jù)所述同步采樣模塊所采集的電流、電 壓和頻率值，以及開入采集模塊所采集的開入信號(hào)，通過對(duì)工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)以及 備用電源投入條件進(jìn)行判斷，發(fā)出控制信號(hào)；所述工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)包括頻壓品質(zhì) 啟動(dòng)、頻差啟動(dòng)、頻差無流啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)、頻差逆功率啟動(dòng)中的至少一種；開出控制模 塊，用于根據(jù)處理模塊所發(fā)出的控制信號(hào)執(zhí)行控制動(dòng)作。優(yōu)選地，還包括與處理模塊連接的開出信號(hào)模塊，用于顯示處理模塊所產(chǎn)生的控 制信號(hào)；與處理模塊連接的GPS時(shí)鐘模塊，用于矯正備用電源切換系統(tǒng)的時(shí)鐘信息。優(yōu)選地，還包括與處理模塊連接的人機(jī)交互模塊，用于設(shè)定相關(guān)判據(jù)的數(shù)值和/ 或反饋備用電源切換系統(tǒng)的工作狀態(tài)；與處理模塊連接的通訊模塊，用于傳輸信號(hào)、遠(yuǎn)距離 控制及了解所述備用電源切換系統(tǒng)；與處理模塊連接的打印機(jī)模塊，用于打印備用電源切 換系統(tǒng)的參數(shù)；與處理模塊連接的電源模塊，用于為備用電源切換系統(tǒng)提供直流電源。采用5種判據(jù)之中的至少一種，能夠快速、準(zhǔn)確的切換電源，以及采用多判斷的備 用電源投入條件，能夠準(zhǔn)確的投入備用電源，達(dá)到快速、準(zhǔn)確的切換并投入備用電源。進(jìn)一步地，還包括2個(gè)模擬量閉鎖判據(jù)，能夠更加準(zhǔn)確、快速的投入備用電源。

圖1為傳統(tǒng)電力系統(tǒng)供電方式示意圖2為失電母線殘壓相對(duì)備用電源的極坐標(biāo)圖；圖3為備用電源和電動(dòng)機(jī)等值電路的暫態(tài)分析模型；圖4為備用電源切換方法的流程圖；圖5為啟動(dòng)跳開工作電源開關(guān)的邏輯圖；圖6為頻壓品質(zhì)啟動(dòng)邏輯圖；圖7為頻差啟動(dòng)邏輯圖；圖8為頻差無流啟動(dòng)邏輯圖；圖9為逆功率啟動(dòng)邏輯圖；圖10為頻差逆功率啟動(dòng)邏輯圖；圖11為功率方向閉鎖邏輯圖；圖12為備用電源投入控制邏輯圖；圖13為投入備用電源的邏輯圖；圖14為不平衡電壓閉鎖邏輯圖；圖15為備用電源切換系統(tǒng)的原理框圖。
具體實(shí)施方式為了解決備用電源無法及時(shí)切換的問題，提供了一種遵循備用電源投入條件和備 用電源快速啟動(dòng)的備用電源快速切換方法。對(duì)于用電負(fù)荷，應(yīng)在轉(zhuǎn)速和母線電壓大幅下降前投入備用電源，即失電母線殘壓 (眾多電動(dòng)機(jī)的合成的反饋電壓，俗稱為殘壓)的幅值和頻率還較高時(shí)，通過尋求備用電源 的投入時(shí)機(jī)，投入備用電源。由于用電負(fù)荷的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出力矩仍然較高，備用電源投 入瞬間的沖擊不大，投入后的機(jī)電過渡時(shí)間短(幾百毫秒)，使全部或絕大部分用電負(fù)荷在 沒有明顯擾動(dòng)的情況下重新受電。當(dāng)電動(dòng)機(jī)失電后，電動(dòng)機(jī)群的輸入電流變?yōu)榱?，轉(zhuǎn)子電流逐漸衰減，由于機(jī)械慣 性，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速將從額度值逐漸減速，轉(zhuǎn)子電流磁場(chǎng)將在定子繞組中反向感應(yīng)電勢(shì)，形成反饋 電壓。多臺(tái)電動(dòng)機(jī)聯(lián)結(jié)于同一母線時(shí)，由于各電機(jī)容量、負(fù)載等情況不同，在惰行過程中，部 分異步電動(dòng)機(jī)將呈異步發(fā)電機(jī)特征，而另一些呈異步電動(dòng)機(jī)特征。如圖3所示，備用電源與 電動(dòng)機(jī)等值電路的暫態(tài)分析模型，忽略電動(dòng)機(jī)繞組電阻、勵(lì)磁阻抗等，^^PXm表示負(fù)荷系 統(tǒng)即電動(dòng)機(jī)群的等值電勢(shì)和等值電抗+^和Xb表示備用電源系統(tǒng)的等值電勢(shì)和等值電抗； AV為兩個(gè)系統(tǒng)之間的電壓差，Δ θ為兩個(gè)系統(tǒng)之間的功角。在合適的時(shí)候投入備用電源，需要討論兩種情況一是投入備用電源帶來的沖擊 必須在電網(wǎng)的承受范圍內(nèi)；二是是否會(huì)損壞電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備。對(duì)于對(duì)電網(wǎng)的沖擊，主要包括兩個(gè)部分穩(wěn)態(tài)分量和合閘瞬間的暫態(tài)沖擊。穩(wěn)態(tài)分 量，由于用電負(fù)荷從工作分支轉(zhuǎn)移到備用分支，對(duì)電網(wǎng)有功、無功潮流的分布造成影響；此 影響屬于電網(wǎng)本身所決定的，而且目前的電網(wǎng)規(guī)模比較大，基本不會(huì)存在該問題。合閘瞬間 的暫態(tài)沖擊，可以從備用電源切換過程中的電氣量變化規(guī)律與發(fā)生短路故障等異常工況相 比較，就可以對(duì)其沖擊作出一個(gè)評(píng)估。其中，備用電源投入時(shí)的沖擊電流Im通過式1獲得， 失電母線三相短路時(shí)短路電流Id通過式2獲得。由于負(fù)荷等值阻抗Xm遠(yuǎn)大于兩倍的備用電源阻抗Xb，而Δ廠<2
V1
，所以Im遠(yuǎn)小于Id。至于沖擊的啟動(dòng)時(shí)間，由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速仍很
高，負(fù)荷的摩擦力矩并未明顯增大，所以在幾個(gè)周波以后，就會(huì)重新拉至接近額定轉(zhuǎn)速，從 而使沖擊電流明顯下降，機(jī)電過渡過程很短。故快速投入備用電源對(duì)電網(wǎng)的擾動(dòng)在可以接 受的范圍內(nèi)。
2 r AV
4 = V, V <
VB
(式1)
Xb + XM ^B Vb
(式2) τ
Jd =對(duì)于電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，即對(duì)用電負(fù)荷的分析。備用電源投入瞬間，電動(dòng) 機(jī)承受的沖擊可分為有功和無功分量。有功沖擊主要體現(xiàn)為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸承受的沖擊，沖擊 的瞬間大小由功角Δ θ決定，持續(xù)時(shí)間由頻差A(yù)f決定，無功沖擊由AV的幅值決定?，F(xiàn) 對(duì)各種電機(jī)的控制區(qū)間進(jìn)行分析(1)對(duì)于有異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系統(tǒng)，由于其本身就運(yùn)行在異步工況，而且自身沒有 勵(lì)磁電源，所以其可以投入備用電源的區(qū)間較寬，具體的有以下幾種因素備用電源投入瞬間ΔΥ的幅值太高，會(huì)對(duì)電機(jī)定子繞組的絕緣造成損害。由于母 線殘壓的幅值是不斷下降的，所以只要不在和；^反相時(shí)投入備用電源，ΔΥ的幅值就 可以得到控制。備用電源投入瞬間角差△ θ不能太大，否則電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載將使電機(jī)轉(zhuǎn)軸承受 遠(yuǎn)超額定值的扭矩，當(dāng)△ θ >90°由于轉(zhuǎn)子感應(yīng)電勢(shì)與定子磁場(chǎng)反向，負(fù)載獲得的瞬間 加速度將隨角差△ θ增大呈幾何增加，使得電機(jī)轉(zhuǎn)軸受到損傷，所以應(yīng)將投入瞬間的角 差Δ θ控制在90°以內(nèi)；考慮到控制的誤差，投入角差Δ θ優(yōu)選地控制在工程目標(biāo)值為 80°。備用電源投入時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能太低，轉(zhuǎn)速越低機(jī)電過程越長(zhǎng)，自啟動(dòng)電流越 大，其它需要特殊啟動(dòng)方式的大型異步電動(dòng)機(jī)甚至于無法完成自啟過程重新進(jìn)入正常工 況，導(dǎo)致不間斷重新受電失敗，對(duì)于絕大部分現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)要求在80%額定轉(zhuǎn)速以上，即頻差Δ f IOHz以內(nèi)。備用電源投入時(shí)，母線的殘壓不能太低，因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流是通過 感應(yīng)定子交變磁場(chǎng)來的，母線殘壓太低時(shí)，表明其勵(lì)磁電流大部已經(jīng)衰減，受電后要重新獲 取額定的轉(zhuǎn)矩耗時(shí)偏長(zhǎng)；況且母線殘壓太低時(shí)對(duì)頻率和相角的測(cè)量也是不利的，會(huì)影響控 制的精度。(2)對(duì)于有同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系統(tǒng)，為了確保備用電源投入后可以將其拉入同步， 對(duì)投入瞬間的頻差Δ ·和角差Δ θ均有較嚴(yán)要求首先，投入瞬間的頻差A(yù)f必須小于 5Hz，母線端口殘壓大于60%，否則需要在投入備用電源前將其與母線斷開；其次，頻差大 小不一樣時(shí)，對(duì)投入角差Δ θ的要求不同，為了便于工程實(shí)施，按式3和式4劃定控制區(qū) 域。
Af < IHz 時(shí)，Δ θ < 65°(式 3)5Ηζ > Δ f > IHz 時(shí)，Δ θ < 30° (式 4)(3)對(duì)于有自備發(fā)電機(jī)的負(fù)荷系統(tǒng)，備用電源投入的過程實(shí)際上等同于兩個(gè)解列 系統(tǒng)重新并網(wǎng)的過程，由于頻率過低會(huì)損壞發(fā)電機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，所以當(dāng)頻差A(yù)f大于3Hz 時(shí)將發(fā)電機(jī)強(qiáng)制退出運(yùn)行；當(dāng)頻差A(yù)f小于或等于3Hz時(shí)，按照差頻同期并網(wǎng)原則在角差 Δ θ接近0°時(shí)投入備用電源。結(jié)合附圖4，基于上述技術(shù)思想，提出備用電源切換方法，附圖中“ + ”表示“或”， “&”表示“與”。具體方法包括以下步驟S100，啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)。結(jié)合附圖5，具體地，達(dá)到啟動(dòng)切換，跳開工作 電源開關(guān)的快速執(zhí)行，至少包括如下判據(jù)的一種或多種，包括頻壓品質(zhì)啟動(dòng)、頻差啟動(dòng)、頻 差無流啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)以及頻差逆功率啟動(dòng)。頻壓品質(zhì)啟動(dòng)，結(jié)合附圖6，頻壓品質(zhì)啟動(dòng)的判據(jù)通過檢測(cè)母線的供電情況來確定 母線是否失電。具體地，在交流系統(tǒng)中頻率對(duì)應(yīng)有功功率，電壓對(duì)應(yīng)無功功率，只有兩者均 合格時(shí)，供電情況才是正常的。只要電網(wǎng)沒有發(fā)生解列(電力系統(tǒng)或發(fā)電設(shè)備由于保護(hù)或 安全自動(dòng)裝置動(dòng)作或按規(guī)定的要求，解開相互連接使其單獨(dú)運(yùn)行的操作)，系統(tǒng)的頻率是唯 一的，因此比傳統(tǒng)的低壓?jiǎn)?dòng)的靈敏性和選擇性要好得多。主要是通過頻率偏差(額定頻 率減去實(shí)測(cè)頻率，簡(jiǎn)稱頻差)和電壓偏差(額定電壓減去實(shí)測(cè)電壓，簡(jiǎn)稱壓差)均大于允許 偏差時(shí)，則啟動(dòng)切換。具體地，該頻壓品質(zhì)啟動(dòng)判據(jù)的條件為(Un_Uab) > AUp, (Un-Ubc) > AUp, (Un-Uca) > AUp, (Fn-Fbus) > AFp，dF/dt>50Hz/s(該條件在邏輯圖中為“非”，取反)，上述條件必 須同時(shí)滿足，通過設(shè)定的動(dòng)作延時(shí)tdzl，該頻壓品質(zhì)啟動(dòng)則執(zhí)行啟動(dòng)動(dòng)作。其中U1^PFn分別 指負(fù)荷系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率；Uab、Ubc, Uca是指失電母線的三路線電壓；Fbus是指母線 的頻率；八&和AFp分別指允許的電壓偏差和頻率偏差，按照電網(wǎng)供電質(zhì)量的情況來取值， 優(yōu)選地電壓偏差為10 15% Un和頻率偏差為0. 2 0. 5Hz ；dF/dt是指頻率滑差，即變化 率，優(yōu)選地為小于或等于50Hz/S，因?yàn)轭l率反映機(jī)械慣性，下降太快代表測(cè)量錯(cuò)誤或負(fù)荷系 統(tǒng)已崩潰；tdzl代表動(dòng)作延時(shí)，優(yōu)選地取50 100ms。頻差啟動(dòng)，結(jié)合附圖7，頻差啟動(dòng)的判據(jù)通過比較母線頻率與備用電源頻率來確定 母線是否失電。具體地，對(duì)于大多數(shù)連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)，兩個(gè)備用電源來源于同一個(gè)電網(wǎng)，所 以正常運(yùn)行時(shí)兩備用電源的頻率完全相同；即便電網(wǎng)故障引起短時(shí)晃電(晃電是指電網(wǎng)電 壓瞬時(shí)跌落又恢復(fù)正常的現(xiàn)象)，只要不造成解列，兩備用電源的頻率仍然相同；僅在電網(wǎng) 解列后，即完全失去電源后，造成負(fù)荷系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降才會(huì)啟動(dòng)。在同步電動(dòng)機(jī)和自 備發(fā)電機(jī)占較大比重的負(fù)荷系統(tǒng)，失電后電壓下降很慢，該頻差啟動(dòng)判據(jù)依然可以確?？?靠的啟動(dòng)動(dòng)作。具體地，該頻差啟動(dòng)判據(jù)的條件為Fbus < Fn, (Fb-Fbus) > Δ Fdz，Ubus > Udy，上述條 件必須同時(shí)滿足，通過設(shè)定的動(dòng)作延時(shí)tdz2，該頻差啟動(dòng)則執(zhí)行啟動(dòng)動(dòng)作。其中Ubus是測(cè)頻 的母線電壓(Ubus是指當(dāng)前被判為失電母線的電壓)；Fbus是指母線的頻率；Fb是指?jìng)溆秒娫?的頻率；AFdz是指頻差越限的動(dòng)作值，優(yōu)選地為0. 2 0. 5Hz ；Udy是該判據(jù)的低壓閉鎖值， 由于判據(jù)主要應(yīng)用于母線殘壓幅值下降緩慢的場(chǎng)合，所以在電壓較低時(shí)應(yīng)該閉鎖，優(yōu)選為 60 80% Un ； tdz2代表動(dòng)作延時(shí)，一般取50 100ms。
頻差無流啟動(dòng)，結(jié)合附圖8，頻差無流啟動(dòng)的判據(jù)通過對(duì)工作電源進(jìn)線無流的判 別，可以增加檢測(cè)可靠性和加快檢測(cè)速度。具體地，無流即沒有有效的功率輸入，此時(shí)負(fù)荷 系統(tǒng)是失電；而且進(jìn)行無流檢測(cè)的速度和可靠性比傳統(tǒng)的頻率檢測(cè)的特性好，故可以通過 設(shè)置較小的頻差和較短的動(dòng)作延時(shí)來縮短備自投的啟動(dòng)時(shí)間，提高快速切換的成功率。該 頻差無流啟動(dòng)的判據(jù)對(duì)于檢測(cè)工作電源進(jìn)線對(duì)側(cè)開關(guān)或電網(wǎng)遠(yuǎn)方解列造成的負(fù)荷系統(tǒng)失 電具有良好的效果。具體地，F(xiàn)bus< Fn, (Fb-Fbus) > AFdz, Ubus > Udy，Ia < Iwl，Ib < Iwl，Ic < Iwl。上述 條件必須同時(shí)滿足，通過設(shè)定的動(dòng)作延時(shí)tdz3，該頻差無流啟動(dòng)則執(zhí)行啟動(dòng)動(dòng)作。其中Ubus 是測(cè)頻的母線電壓；Fbus是指母線的頻率；Fb是指?jìng)溆秒娫吹念l率；AFdz是指頻差越限的動(dòng) 作值，優(yōu)選為0. 2 0. 5Hz ；Udy是該判據(jù)的低壓閉鎖值，由于判據(jù)主要應(yīng)用于母線殘壓幅值 下降緩慢的場(chǎng)合，所以在電壓較低時(shí)應(yīng)該閉鎖，一般為60 80%Un;Ia、Ib、I。是指工作電 源進(jìn)線的三相電流；Iwl是指用于判別無流的定值，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電流回路的測(cè)量精度設(shè)定， 具體地，Iwl的取值為現(xiàn)場(chǎng)能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出來的最小電流值，因?yàn)闇y(cè)量裝置的測(cè)量回路存在 零漂，現(xiàn)場(chǎng)電流互感器有測(cè)量死區(qū)，優(yōu)選地取3 5%的額定電流值；tdz3代表動(dòng)作延時(shí)，一 般取20 50ms。逆功率啟動(dòng)，結(jié)合附圖9，逆功率啟動(dòng)的判據(jù)通過檢測(cè)功率的流向。具體地，在正 常工況下，負(fù)荷從電網(wǎng)獲取能量，所以功率方向從電網(wǎng)指向母線，即電流方向?yàn)榱魅肽妇€； 當(dāng)工作進(jìn)線發(fā)生故障后，如故障點(diǎn)在母線與電源之間，負(fù)荷系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)群將會(huì)向故障 點(diǎn)反饋電流，導(dǎo)致故障相電流反向，從母線指向電網(wǎng)。對(duì)于配置了自備發(fā)電機(jī)的廠礦，按照 電網(wǎng)的運(yùn)行規(guī)程，用戶自備發(fā)電機(jī)是不能向電網(wǎng)倒送功率的，所以正常工況下也不會(huì)產(chǎn)生 逆功率，或逆功率的值很小。該逆功率啟動(dòng)判據(jù)的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快，只要一有故障點(diǎn)，一 般20ms左右即可以可靠的檢測(cè)出來；尤其對(duì)于在母線近端發(fā)生的故障具有良好的響應(yīng)速 度和選擇性。而且，與裝設(shè)在電源側(cè)的繼電保護(hù)裝置不同，發(fā)生不對(duì)稱短路故障時(shí)，并非故 障相的電流最大，這是因?yàn)榉答侂娏鞯哪芰渴峭ㄟ^非故障相電流提供的，逆功率啟動(dòng)的判 據(jù)都有所體現(xiàn)。具體地，該逆功率啟動(dòng)判據(jù)的條件為A相功率方向?yàn)榱鞒瞿妇€，B相功率方向?yàn)?流出母線，C相功率方向?yàn)榱鞒瞿妇€，Ia > Isrt，Ib > Iset, Ic > IsetO上述A相功率方向?yàn)?流出母線、B相功率方向?yàn)榱鞒瞿妇€、C相功率方向?yàn)榱鞒瞿妇€條件之中的至少一條成立， 以及Ia > Iset' Ib > Iset' Ic > Iset之中的至少一條成立，且通過設(shè)定的動(dòng)作延時(shí)tdz4，該逆 功率啟動(dòng)則執(zhí)行啟動(dòng)動(dòng)作。其中，Ia、Ib、Ic是指工作電源進(jìn)線的三相電流；Isrt是指逆功率 判別的啟動(dòng)電流值，對(duì)于沒有自備發(fā)電機(jī)的工作情況，優(yōu)選地設(shè)定為10%左右的額定電流 值，在其它實(shí)施例中，按躲開正常工作情況的逆功率電流設(shè)定，優(yōu)選地為10 20%額定電 流值；tdz4代表動(dòng)作延時(shí)，如母線近端是電纜線路，優(yōu)選地選取20ms或以上，若為架空線路， 因?yàn)橐苊饫讚魰r(shí)避雷器放電導(dǎo)致的誤動(dòng)，按照繼電保護(hù)運(yùn)行規(guī)程，則設(shè)定為80 100ms。頻差逆功率啟動(dòng)，結(jié)合附圖10，頻差逆功率啟動(dòng)的判據(jù)通過檢測(cè)功率的流向，重點(diǎn) 考慮到發(fā)電機(jī)調(diào)速機(jī)構(gòu)客觀上存在一定的響應(yīng)時(shí)間，當(dāng)負(fù)荷系統(tǒng)變化較大時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn) 短暫的逆功率工作情況，要確保備自投裝置不能誤動(dòng)導(dǎo)致不必要的切換，就必須加入系統(tǒng) 解列的必要條件_頻率的變化，以確保備自投裝置動(dòng)作的選擇性。該頻差逆功率啟動(dòng)的判 據(jù)優(yōu)選地在電網(wǎng)對(duì)側(cè)開關(guān)的繼電保護(hù)裝置動(dòng)作完全切斷母線與電網(wǎng)的聯(lián)系后，才執(zhí)行電源切換的動(dòng)作。具體地，該頻差逆功率啟動(dòng)判據(jù)的條件為A相功率方向?yàn)榱鞒瞿妇€，B相功率方 向?yàn)榱鞒瞿妇€，C相功率方向?yàn)榱鞒瞿妇€；Ia > Iset，Ib > Iset，Ic > Iset ；Fbus < Fn, (Fb-Fbus) > AFdz, Ubus > Udy0上述A相功率方向?yàn)榱鞒瞿妇€、B相功率方向?yàn)榱鞒瞿妇€、C相功率方 向?yàn)榱鞒瞿妇€條件之中的至少一條成立，Ia > Iset，Ib > Iset, Ic > Iset之中的至少一條成立， 以及Fbus < Fn, (Fb-Fbus) > Δ Fdz，Ubus > Udy都成立，且通過設(shè)定的動(dòng)作延時(shí)tdz5，該頻差逆功 率啟動(dòng)則執(zhí)行啟動(dòng)動(dòng)作。Ia、Ib、I。是指工作電源進(jìn)線的三相電流；Isrt是指逆功率判別的啟 動(dòng)電流值，對(duì)于沒有自備發(fā)電機(jī)的工作情況，優(yōu)選地設(shè)定為10%左右的額定電流值，在其它 實(shí)施例中按躲開正常工作情況的逆功率電流設(shè)定，優(yōu)選地為10 20%額定電流值；tdz5代 表動(dòng)作延時(shí)，如母線近端是電纜線路，一般取20ms以上，若為架空線路，因?yàn)橐苊饫讚魰r(shí) 避雷器放電導(dǎo)致的誤動(dòng)，按照繼電保護(hù)運(yùn)行規(guī)程，則設(shè)定為80 100ms。在其它實(shí)施例中，步驟SlOO還包括功率方向閉鎖，結(jié)合附圖11，功率方向閉鎖的 判據(jù)通過利用電流方向和幅值來識(shí)別區(qū)內(nèi)是否存在故障點(diǎn)，該區(qū)內(nèi)是指母線和各出線分 支。具體地，在生產(chǎn)企業(yè)中低壓母線的出線分支較多，供配電系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生故障的概率較 高，也不可能同時(shí)提供所有中低壓分支和設(shè)備的保護(hù)信號(hào)作為快速電源切換的閉鎖信號(hào)； 由于切換的啟動(dòng)速度遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)備自投，所以必須考慮功率方向閉鎖與低壓保護(hù)裝置配合 執(zhí)行。因此，備自投裝置需要承擔(dān)起部分識(shí)別區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障的任務(wù)，為電源切換的正確性 提供保障。具體地，該功率方向閉鎖判據(jù)的條件為A相功率方向?yàn)榱魅肽妇€，B相功率方向 為流入母線，C相功率方向?yàn)榱魅肽妇€，Ia > IlMd，Ib > IlMd，I。> IlMd，Uab < Uset，Ub。< usrt， Uca < Useto上述A相功率方向?yàn)榱魅肽妇€、B相功率方向?yàn)榱魅肽妇€、C相功率方向?yàn)榱魅?母線條件必須同時(shí)成立，Ia > Iload, Ib > Itoad, Ic > Iload條件之中的至少一條成立，以及Uab < Uset, Ubc < Uset，Uca < Uset條件之中的至少一條成立，且通過設(shè)定的動(dòng)作延時(shí)tdz6，該功率 方向閉鎖則執(zhí)行閉鎖動(dòng)作。Ia、Ib、I。是指工作電源進(jìn)線的三相電流；IlMd是指正常工況下 的最大負(fù)荷電流；uab、Ubc, Uca是指失電母線的三路線電壓；Uset是指低壓閉鎖定值，優(yōu)選為 80%額定電壓；tdz6為閉鎖延時(shí)。該閉鎖分為兩個(gè)階段，首先是無延時(shí)進(jìn)入暫時(shí)閉鎖狀態(tài)，持 續(xù)一定時(shí)間后，進(jìn)入可靠閉鎖狀態(tài)，此時(shí)需要母線電壓、頻率和功率方向達(dá)到返回條件才能 重新開放備自投(如上述頻差逆功率啟動(dòng)判據(jù)等)；如閉鎖時(shí)間小于預(yù)設(shè)值的tdz6閉鎖延 時(shí)，則馬上開放備自投。該功率方向閉鎖判據(jù)優(yōu)選地適用于一些特大型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)造成 母線電壓突降的工況，可以避免備自投誤動(dòng)。閉鎖延時(shí)tdz6的整定，分為兩種情況—是現(xiàn)場(chǎng)沒有裝設(shè)母線保護(hù)，應(yīng)在確保小于工作電源的遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的前 提下，取值盡量的大。具體地，該遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間是指，當(dāng)母線或負(fù)荷支路發(fā)生短路故 障時(shí)，如果當(dāng)?shù)匮b設(shè)的繼電保護(hù)裝置沒有正確動(dòng)作(拒動(dòng))，裝設(shè)在工作進(jìn)線電源側(cè)(母線 對(duì)側(cè)或上一級(jí))的繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間。針對(duì)遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間一般設(shè)置為當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)動(dòng)作 時(shí)間加上一個(gè)級(jí)差(一般為300 1000ms)，以減少停電的區(qū)域。這是因?yàn)楫?dāng)母線故障時(shí)， 如果現(xiàn)場(chǎng)沒有裝設(shè)母線保護(hù)，就必須依靠進(jìn)線遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作來切除故障點(diǎn)，而且母線故 障多數(shù)為永久性故障，所以裝置須在遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作前退出監(jiān)視狀態(tài)，以確保不會(huì)因低壓 切換啟動(dòng)而將后備電源投入到故障母線上(遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作后，故障電流消失)。對(duì)于負(fù)荷支路發(fā)生的故障，則相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作后，裝置馬上開放所有啟動(dòng)判據(jù)，以免發(fā)生相繼故障時(shí)拒 動(dòng)。所以對(duì)于這種現(xiàn)場(chǎng)工況，工作電源進(jìn)線的遠(yuǎn)后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，該功率方向閉鎖判 據(jù)對(duì)母線故障和負(fù)荷支路故障的選擇性越好。二是現(xiàn)場(chǎng)裝設(shè)了母線保護(hù)，或者基本不存在母線故障的風(fēng)險(xiǎn)，則僅考慮大于負(fù)荷 支路保護(hù)動(dòng)作時(shí)間即可。此時(shí)僅當(dāng)負(fù)荷系統(tǒng)的支路保護(hù)拒動(dòng)時(shí)，裝置退出對(duì)負(fù)荷系統(tǒng)的監(jiān) 視狀態(tài)。在其它實(shí)施例中，步驟SlOO還包括備用電源正常的判據(jù)(該備用電源正常時(shí)一般 為備用電源額定電壓的95%，頻率偏差為0. 5Hz，即49. 5Hz 50. 5Hz)，Ubus < 30% Un (該 條件在邏輯圖中為“非”，取反)，F(xiàn)bus < 40Hz (該條件在邏輯圖中為“非”，取反)。在一實(shí)施 例中，上述頻壓品質(zhì)啟動(dòng)、頻差啟動(dòng)、頻差無流啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)、頻差逆功率啟動(dòng)中至少一 判據(jù)成立，備用電源正常成立，以及取“反”的功率方向閉鎖判據(jù)、Ubus < 30% Un、Fbus < 40Hz 成立，則啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)。S200，采集備用電源投入條件。具體地，結(jié)合附圖12，步驟S210，母線失電。步驟S220，判斷頻差壓差是否越限，是則進(jìn)入無壓備自投邏輯S270，否則轉(zhuǎn)入步 驟S230。具體地，頻差A(yù)f為額定頻率的10Hz，壓差Δ V為額定電壓的60%以上，是則進(jìn)入 下一步驟S230，否則轉(zhuǎn)入傳統(tǒng)的無壓備自投邏輯S270，即等待所有的負(fù)荷系統(tǒng)的電壓降為 零，然后再投入備用電源。步驟S230，判斷自備發(fā)電機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)，是則進(jìn)入步驟S240，否則進(jìn)入步 驟S231。步驟S231，判斷是否滿足同期并網(wǎng)條件，是則投入備用電源S260，否則返回步驟 S220。具體地，檢測(cè)是否有自備發(fā)電機(jī)退出負(fù)荷系統(tǒng)，可以通過檢測(cè)頻差Δ f是否大于3Hz， 是則強(qiáng)制把自備發(fā)電機(jī)退出負(fù)荷系統(tǒng)并進(jìn)入步驟S240，否則進(jìn)入步驟S231。步驟S231，判 斷是否滿足同期并網(wǎng)條件，即頻差Δ f小于或等于3Hz，且自備發(fā)電機(jī)的相位角與備用電源 的相位角Δ θ接近0°，若滿足則投入備用電源S260，否則返回步驟S220。步驟S240，判斷同步電動(dòng)機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)，是則進(jìn)入步驟S250，否則進(jìn)入步 驟S241。步驟S241，判斷是否滿足同步電動(dòng)機(jī)電源投入準(zhǔn)則，是則投入備用電源S260，否 則返回步驟S220。具體地，檢測(cè)是否有同步電動(dòng)機(jī)退出負(fù)荷系統(tǒng)，是則進(jìn)入步驟S250，否 則進(jìn)入步驟S241。步驟S241，判斷是否滿足同步電動(dòng)機(jī)電源投入準(zhǔn)則，即投入瞬間的頻差 Δ f小于5Hz，端口殘壓即母線與負(fù)荷線路之間的連接端口處的大于備用電源的電壓60%， 同時(shí)頻差在Δ f小于IHz且角差Δ θ小于65°，或者頻差在Af小于5Hz大于IHz且角差 Δ θ小于30°，若滿足則投入備用電源S260，否則返回步驟S220。步驟S250，判斷是否滿足異步電動(dòng)電源投入準(zhǔn)則，是則投入備用電源S260，否則 返回步驟S220。具體地，負(fù)荷系統(tǒng)電壓和備用電源電壓同相，備用電源投入瞬間的角 差Δ θ小于90°，優(yōu)選地為80°，負(fù)荷系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在額定值的80%以上，頻差在 IOHz以內(nèi)，若滿足則投入備用電源，否則返回步驟S220。上述步驟中的自備發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)是否已退出，即負(fù)荷系統(tǒng)中是否有自備發(fā) 電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)，可以通過監(jiān)視設(shè)備對(duì)負(fù)荷系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視，判斷負(fù)荷系統(tǒng)中是否有自備 發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)。要確保整個(gè)備用電源投入過程的安全性和成功率，關(guān)鍵是通過實(shí)時(shí) 監(jiān)視負(fù)荷系統(tǒng)中自備發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況來決定投入界限。同時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的電源投入準(zhǔn)則最寬松，如果不滿足證明快速投入備用電源的時(shí)機(jī)已完全喪失。在其它實(shí)施例中，上述步驟S230、步驟S240以及步驟S250中至少一步驟成立，則 進(jìn)入投入備用電源的步驟S260。即，判斷自備發(fā)電機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)的步驟，判斷同步電 動(dòng)機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)的步驟以及判斷是否滿足異步電動(dòng)電源投入準(zhǔn)則的步驟，其中的至 少一個(gè)成立，都滿足備用電源投入的條件。S300,結(jié)合附圖13，該工作電源開關(guān)跳開以及符合備用電源投入條件，則執(zhí)行切換 電源動(dòng)作，投入備用電源。在其它實(shí)施例中，該執(zhí)行完成切換電源動(dòng)作還符合不平衡電壓閉鎖判據(jù)。結(jié)合附 圖14，該不平衡電壓閉鎖判據(jù)，當(dāng)發(fā)生區(qū)外短路故障時(shí)，工作電源開關(guān)跳開以后，故障點(diǎn)消 失，母線三相電壓應(yīng)該基本平衡；否則認(rèn)為系統(tǒng)中仍然存在短路點(diǎn)，應(yīng)該閉鎖備自投裝置。 該不平衡電壓閉鎖判據(jù)主要用于閉鎖負(fù)荷支路發(fā)生的不對(duì)稱短路故障。Ufflaz和Umin分別是母線三個(gè)線電壓的最大值和最小值，Un是額定電壓值。該不平衡 電壓閉鎖判據(jù)的特點(diǎn)是僅在斷開工作電源和投入備用電源之間投入，且僅作暫時(shí)閉鎖，一 旦特征量消失，馬上開放備用電源投入的控制邏輯。具體地，(Umax-Umin) >20%Un，工作電 源進(jìn)線開關(guān)已經(jīng)斷開，且兩條件必須同時(shí)成立，則為暫時(shí)閉鎖。該不平衡電壓閉鎖判據(jù)在投 入備用電源的邏輯圖中表示為取反，即為“非”。在一實(shí)施例中，該執(zhí)行完成切換電源動(dòng)作還需再次檢測(cè)是否符合備用電源正 常的判據(jù)(該備用電源正常時(shí)一般為備用電源額定電壓的95%，頻率偏差為0. 5Hz，即 49. 5Hz 50. 5Hz)。當(dāng)工作電源開關(guān)跳開、備用電源投入條件、備用電源正常以及不平衡電 壓閉鎖(該條件在邏輯圖中為“非”，取反)全部滿足，則執(zhí)行完成切換電源動(dòng)作，投入備用 電源。基于上述備用電源切換方法，有必要提供一種備用電源切換系統(tǒng)，結(jié)合附圖15進(jìn) 行闡述。該備用電源切換系統(tǒng)包括處理模塊10、與處理模塊10連接的同步采樣模塊20、開 入采集模塊30以及開出控制模塊40。同步采樣模塊20，用于采集備自投控制所需的電流、電壓和頻率值，具體地采集向 廠礦等連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)的供電線路、備用電源線路、母線或負(fù)荷線路及其支路等中至少一 線路的交直流的電流、電壓和頻率值。該同步采樣模塊20的采樣頻率優(yōu)選地為3200點(diǎn)/ 秒，同時(shí)通過“過零比較電路”測(cè)量各路電壓信號(hào)的頻率。每個(gè)同步采樣模塊20均設(shè)計(jì)了 電氣隔離和低通濾波電路，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的抗擾度要求。開入采集模塊30，用于采集開入信號(hào)，該開入信號(hào)包括斷路器輔助接點(diǎn)位置信號(hào)、 各分支繼電保護(hù)信號(hào)和控制開關(guān)信號(hào)等一些開入控制信號(hào)。具體地，該開入采集模塊30優(yōu) 選地采集220V/110V的開入信號(hào)，且采用的了光電隔離技術(shù)，具有良好的抗干擾性，處理模塊10，用于根據(jù)同步采樣模塊20所采集的電流、電壓和頻率值，以及開入 采集模塊30所采集的開入信號(hào)，通過上述工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)以及備用電源投入條 件的判斷，發(fā)出控制信號(hào)。該工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)的成立，包括如上所述的頻壓品質(zhì) 啟動(dòng)、頻差啟動(dòng)、頻差無流啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)、頻差逆功率啟動(dòng)的判據(jù)中的至少一條判據(jù)成 立，備用電源正常，取“反”的功率方向閉鎖判據(jù)、Ubus < 30% Un以及Fbus < 40Hz同時(shí)成立。 該滿足備用電源投入條件，即可按異步電動(dòng)機(jī)的條件判別，該異步電動(dòng)機(jī)的條件最為寬松。
該處理模塊10還包括主處理模塊11和從處理模塊12，用于處理比傳統(tǒng)的備自投 系統(tǒng)更多、更復(fù)雜的數(shù)據(jù)。該主處理模塊11用于根據(jù)接收到的電流、電壓和頻率的值進(jìn)行 處理；該從處理模塊12用于把采集到的電流、電壓和頻率傳輸給主處理模塊11，或者接收 主處理模塊11所處理得到的結(jié)果并生成控制信號(hào)。該主處理模塊11為高速的RISC MPU, 從處理模塊12為ASIC芯片。開出控制模塊40，用于根據(jù)處理模塊10所發(fā)出的控制信號(hào)執(zhí)行控制動(dòng)作。具體 地，控制相應(yīng)斷路器的分合或控制開關(guān)的分合。該開出控制模塊40采用光電耦合和小型密 封繼電器設(shè)計(jì)，具有很高的環(huán)境適應(yīng)力，能夠用于不同環(huán)境的工廠企業(yè)。在其它實(shí)施例中，備用電源切換系統(tǒng)還包括與處理模塊10連接的開出信號(hào)模塊 50，用于顯示處理模塊10所產(chǎn)生的控制信號(hào)，如裝置故障、切換完畢、切換失敗、開關(guān)位置 異常等。該開出信號(hào)模塊50采用光電耦合和小型密封繼電器設(shè)計(jì)，接點(diǎn)容量為220V/5A。在其它實(shí)施例中，備用電源切換系統(tǒng)還包括與處理模塊10連接的人機(jī)交互模塊 60，用于設(shè)定相關(guān)判據(jù)的數(shù)值或反饋備用電源切換系統(tǒng)的工作狀態(tài)。在其它實(shí)施例中，備用電源切換系統(tǒng)還包括與處理模塊10連接的通訊模塊70，用 于傳輸信號(hào)，可遠(yuǎn)距離控制及了解該備用電源切換系統(tǒng)。該通訊模塊70為雙以太網(wǎng)通訊模 塊、雙RS485通訊模塊或wifi通訊模塊等。在其它實(shí)施例中，備用電源切換系統(tǒng)還包括與處理模塊10連接的GPS時(shí)鐘模塊 80，用于矯正備用電源切換系統(tǒng)的時(shí)鐘信息，確保電源切換的及時(shí)和準(zhǔn)確。在其它實(shí)施例中，備用電源切換系統(tǒng)還包括與處理模塊10連接的打印機(jī)模塊90， 用于打印備用電源切換系統(tǒng)的參數(shù)或當(dāng)前備用電源切換系統(tǒng)的工作狀態(tài)等，例如測(cè)量的電 流、電壓及頻率等。在其它實(shí)施例中，備用電源切換系統(tǒng)還包括與處理模塊10連接的電源模塊100， 用于為備用電源切換系統(tǒng)提供直流電源，確保正常工作。所提供電源包括正負(fù)5V、12V及 24V 等。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并 不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種備用電源切換方法，其特征在于，包括以下步驟啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)；采集備用電源投入條件；符合所述工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)以及備用電源投入條件，則執(zhí)行切換電源動(dòng)作，投入備用電源；所述達(dá)到啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)的執(zhí)行至少包括如下判據(jù)的一種，所述判據(jù)有頻壓品質(zhì)啟動(dòng)、頻差啟動(dòng)、頻差無流啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)以及頻差逆功率啟動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的備用電源切換方法，其特征在于，所述啟動(dòng)切換，跳開工作電 源開關(guān)的步驟還包括功率方向閉鎖的判據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的備用電源切換方法，其特征在于，所述啟動(dòng)切換，跳開工作電 源開關(guān)的步驟還包括Ubus < 30% Un的判據(jù)和/或Fbus < 40Hz的判據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的備用電源切換方法，其特征在于，所述啟動(dòng)切 換，跳開工作電源開關(guān)的步驟還包括備用電源正常的判據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的備用電源切換方法，其特征在于，所述采集備用電源投入條 件包括步驟S210，母線失電；步驟S220，判斷頻差壓差是否越限，是則進(jìn)入無壓備自投邏輯的步驟S270，否則轉(zhuǎn)入 判斷自備發(fā)電機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)的步驟S230 ；步驟S230，判斷自備發(fā)電機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)，是則進(jìn)入判斷同步電動(dòng)機(jī)是否退出負(fù) 荷系統(tǒng)的步驟S240，否則進(jìn)入判斷是否滿足同期并網(wǎng)條件的步驟S231 ；所述判斷是否滿足 同期并網(wǎng)條件的步驟S231，是則投入備用電源S260，否則返回步驟S220 ；步驟S240，判斷同步電動(dòng)機(jī)是否退出負(fù)荷系統(tǒng)，是則進(jìn)入判斷是否滿足異步電動(dòng)電源 投入準(zhǔn)則S250的步驟，否則進(jìn)入判斷是否滿足同步電動(dòng)機(jī)電源投入準(zhǔn)則的步驟S241 ；所述 判斷是否滿足同步電動(dòng)機(jī)電源投入準(zhǔn)則的步驟S241，是則投入備用電源S260，否則返回步 驟 S220 ；步驟S250，判斷是否滿足異步電動(dòng)電源投入準(zhǔn)則，是則投入備用電源S260，否則返回 步驟S220。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的備用電源切換方法，其特征在于，所述符合所述工作電源開 關(guān)跳開的判據(jù)以及備用電源投入條件的條件還包括備用電源正常的判據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的備用電源切換方法，其特征在于，所述符合所述工作電源開 關(guān)跳開的判據(jù)以及備用電源投入條件的條件還包括不平衡電壓閉鎖的判據(jù)。
8.一種備用電源切換系統(tǒng)，其特征在于，包括處理模塊，與處理模塊連接的同步采樣 模塊、開入采集模塊以及開出控制模塊；同步采樣模塊，用于采集電流、電壓和頻率值；開入采集模塊，用于采集開入信號(hào)，所述開入信號(hào)包括斷路器輔助接點(diǎn)位置信號(hào)、繼電 保護(hù)信號(hào)和控制開關(guān)信號(hào)中的至少一種；處理模塊，用于根據(jù)所述同步采樣模塊所采集的電流、電壓和頻率值，以及開入采集模 塊所采集的開入信號(hào)，通過對(duì)工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)以及備用電源投入條件進(jìn)行判斷， 發(fā)出控制信號(hào)；所述工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)包括頻壓品質(zhì)啟動(dòng)、頻差啟動(dòng)、頻差無流啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)、頻差逆功率啟動(dòng)中的至少一種；開出控制模塊，用于根據(jù)處理模塊所發(fā)出的控制信號(hào)執(zhí)行控制動(dòng)作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的備用電源切換系統(tǒng)，其特征在于，還包括與處理模塊連接的 開出信號(hào)模塊，用于顯示處理模塊所產(chǎn)生的控制信號(hào)；與處理模塊連接的GPS時(shí)鐘模塊，用 于矯正備用電源切換系統(tǒng)的時(shí)鐘信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的備用電源切換系統(tǒng)，其特征在于，還包括與處理模塊連接 的人機(jī)交互模塊，用于設(shè)定相關(guān)判據(jù)的數(shù)值和/或反饋備用電源切換系統(tǒng)的工作狀態(tài)；與 處理模塊連接的通訊模塊，用于傳輸信號(hào)、遠(yuǎn)距離控制及了解所述備用電源切換系統(tǒng)；與處 理模塊連接的打印機(jī)模塊，用于打印備用電源切換系統(tǒng)的參數(shù)；與處理模塊連接的電源模 塊，用于為備用電源切換系統(tǒng)提供直流電源。
全文摘要
一種備用電源切換方法及系統(tǒng)，包括以下步驟啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)；采集備用電源投入條件；符合所述工作電源開關(guān)跳開的判據(jù)以及備用電源投入條件，則執(zhí)行切換電源動(dòng)作，投入備用電源；所述達(dá)到啟動(dòng)切換，跳開工作電源開關(guān)的執(zhí)行至少包括如下判據(jù)的一種或多種，所述判據(jù)有頻壓品質(zhì)啟動(dòng)、頻差啟動(dòng)、頻差無流啟動(dòng)、逆功率啟動(dòng)以及頻差逆功率啟動(dòng)。采用5種判據(jù)之中的至少一種，能夠快速、準(zhǔn)確的切換電源，以及采用多判斷的備用電源投入條件，能夠準(zhǔn)確的投入備用電源，達(dá)到快速、準(zhǔn)確的切換并投入備用電源。
文檔編號(hào)H02J9/06GK101917058SQ20101026523
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者梁俊滔, 陳曙玲 申請(qǐng)人:深圳市國(guó)立智能電力科技有限公司