一种节能型电源切换设备的制作方法

本发明涉及节能型电源切换设备，具体涉及一种节能型电源切换设备。

背景技术：

目前企业大多使用备有电源自投装置简称“备自投”(BZT)。即当工作电源开关非保护跳闸时，备用电源开关需自动合闸；备用电源自投装置，作为完成这一功能的自动装置，其对于电力系统的安全运行于企业的生产发挥了巨大的作用，目前不失为最有效的自动装置之一，但备自投装置动作时间比较过长，已经不适应企业对电源安全和自动化提高的要求？主要原因有五，一是装置判断起动太迟；二是装置起动后将备用电源投入的时间太长；三是不能准确判断合闸时机时的相位；四是切换方式单一，选择性差；五是切换时对整个电网的冲击过大，容易出现重大安全事故，引起系统震荡，造成系统大面积停电。追根溯源，主要是我国工业企业的网络结构特点所决定的，工业企业总降和中低压变电站目前使用的备自投装置几乎百分之百套用电网变电站的备自投装置工作原理，并没有针对工业企业的需求和技术特点进行原理、功能、性能的专门性设计和开发但这又是两个完全不同的系统。

另外，由于我国电力系统的现状，普遍大、中型企业时常面临系统“晃电”的困扰，一、二次的系统“晃电”严重时候造成全厂大面积的停电或运行设备瘫痪。经济损失难以估计，这些问题困扰着企业的生产者和管理者，也对备自投装置的功能革新提出了迫切的要求，急需要一种全新的装 置来代替备用节能型电源切换设备。

技术实现要素：

本发明针对上述问题，提供一种节能型电源切换设备。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种电源切换装置，包括模拟输入电路、互感器隔离电路、过零比较电路、32位中央处理器、开关量信号输入电路、光电隔离电路、PLD逻辑器件电路、动作断路器电路、打印输出电路、液晶显示、键盘输入电路及通信管理电路；所述32位中央处理器分别连接过零比较电路、光电隔离电路、打印输出电路、液晶显示、键盘输入电路及通信管理电路；所述模拟输入电路输出端连接互感器隔离电路；所述互感器隔离电路输出端连接过零比较电路；所述开关量信号输入电路输出端连接光电隔离电路；所述光电隔离电路输出端分贝连接32位中央处理器和PLD逻辑器件电路；所述PLD逻辑器件电路输出端连接动作断路器电路；所述动作短路器电路输入/输出端连接上位机。

本发明的优点：

装置判断起动切换时间快，达到10ms；

装置判断起动后将备用电源投入的时间快，达到50ms以内；除过断路器故障原因；

事实检测系统相位，准确判断合闸时机时的相位；企业电网保证在在30°以内合闸；

切换方式灵活，根据现场实际需要，菜单多种可供选择，安全可靠性高；

切换时对整个电网的冲击小，不会出现重大安全事故，防止系统震荡，绝对避免系统大面积停电以及“晃电”影响；

在装置上可实现人为系统正常倒闸操作，完全消除或避免以前传统倒闸方式带来的安全隐患，保证电网运行安全；

完全替代现有备用电源自投装置或快速切换装置，接线简单，安装方便；

实现安全自动切换，达到无人值班，智能化运行；

多种通讯方式与规约转换，可迅速介入互联网，实施远程监控。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1，如图1所示的一种节能型电源切换设备，包括模拟输入电路、互感器隔离电路、过零比较电路、32位中央处理器、开关量信号输入电路、光电隔离电路、PLD逻辑器件电路、动作断路器电路、打印输出电路、液晶显示、键盘输入电路及通信管理电路；所述32位中央处理器分别连接过零比较电路、光电隔离电路、打印输出电路、液晶显示、键盘输入电路及通信管理电路；所述模拟输入电路输出端连接互感器隔离电路；所述互感器隔离电路输出端连接过零比较电路；所述开关量信号输入电路输出端连接光电隔离电路；所述光电隔离电路输出端分贝连接32位中央处理器和PLD逻辑器件电路；所述PLD逻辑器件电路输出端连接动作断路器电路；所述动作短路器电路输入/输出端连接上位机。

本发明的装置启动方式及逻辑：

1.线路电压起动，装置事实检测电压变化量，当线路三相电压出现异常或失去电源，即检测电压低于线路电压整定值且线路电流小于过流闭锁值，起动降压逻辑。

2.低频起动，装置事实检测电压和频率变化量，当线路三相电压出现异常和失去电源，同时系统频率也出现下降，即检测电压低于线路电压整定值和频率低于系统频率整定值且线路电流小于过流闭锁值，起动降压和频率逻辑。

3.逆功率起动，当工业系统母线带有发电机运行时，发电机此时负担本母线大部分负荷，用户从系统接收有功。但当系统失去电源时，发动机就会给系统倒送电，为防止出现系统故障，装置将起动逆功率。

4.开关位置起动，当系统正常运行时，因工作电源合位开关突然出现变位时，为保证供电可靠性，装置需要合上备用电源开关，此时开关位置起动。

5.保护跳闸起动，线路上的保护装置在处理系统区外故障而跳开本线路工作电源，装置起动合备用电源。

本发明的装置动作方式：

装置在正确启动后，会按照事先设定的逻辑顺序对工作电源和备用电源开关进行动作，以保证系统安全、可靠。

1.并联切换

先合备用电源开关，确认备用电源开关合上后，再分工作电源开关。在此动作过程中系统会短时间合环。并联方式适用于正常情况下同频系统 的两个电源之间的切换，可用于进线检修时的人工倒闸或故障后手动恢复。并联方式还分为并联自动方式和并联半自动方式。并联自动方式是指装置在合闸后，经过整定延时，自动跳开工作电源开关。并联半自动方式是指装置在合闸后，由手动跳开工作电源开关。

具体到系统单母分段系统接线下，以从1DL并联切换到2DL为例，此时3DL在合位。手动起动后，若并联条件满足，装置先合上2DL开关，此时工作电源、备用电源两个电源短时合环，经整定延时(并联跳闸延时)后装置再跳开1DL。

2.串联切换

先分工作电源开关，确认工作电源分开后，再合备用电源开关。串联方式适用于事故和开关误跳情况下电源的自动切换。

具体到系统单母分段系统接线下，以从1DL并联切换到2DL为例，此时3DL在合位。手动起动后，若并联条件满足，装置先跳开1DL开关，然后再合上2DL开关，此时工作电源、备用电源两个电源不存在合环情况。

3.同时切换

装置同时发跳工作电源开关和合备用电源开关命令，适用与系统正常倒负荷使用。同并联切换逻辑。

本发明的装置实现方式：

装置实现方式取决于装置对系统各个参数的准确判断和设置方式，具体包括如下实现方式：

1.速动切换

速动切换为本装置最优势、也是切换使用成功率最高的切换方式之一，一般达到80％以上，即能保证系统安全，又不使用电等设备不会受到较大冲击和扰动。

其中判断条件：第一：线路电压的不能低于系统电压的80％及以上；第二：母线与待投电压|dz|“切换压差”在20％以内；第三：母线与待投电压|dq|“切换角差”必须在30°以内。

速动切换是整个切换合闸方式最快的合闸方式，其中完成整个开关动作时间在100ms左右，保证了备用电源的可靠动作，保证系统用电的恢复。

2.同期跟踪切换

假如装置失去速动切换机会，装置会迅速转入同期跟踪切换，以实现恢复供电的最佳时机，母线电压与待合闸电压之间的同期合闸点至关重要，其判据装置跟踪其合闸点的时机为重点，围绕开关事先设定的固有合闸时间为参考，选定一个“预期超前相角”只要这个“预期超前相角”在装置设定的允许相角内，就可以找到同期点的位置发合备用电源命令，此时对电网冲击最小，也不会使用电负荷受到影响。

3.余压切换

系统电压随着切换失败次数而逐步减小，在母线电压降到大约30％左右，此时的切换进入余压切换，但由于停电时间过长，不做为本装置首先的切换方式。但在有些特定系统会使用，此时切换没有严格的判据,对系统也影响不大。

4.安全延时切换

系统的安全延时切换，是对于余压切换的补充，目前随着备用电源自 投装置的大量替换，此种切换方式也用，所以本装置少涉及。

本发明提供一种全新的企业电源切换方式-供电电源平稳切换装置，通过使用该装置可以实现变电站(配电室)无人值守，由于外电网的短路、“晃电”、空投等造成瞬时或常时间工作电源停电，装置自动检测系统电压、电流、频率、功率的事实变化量，在整个用电系统的电压不至于损失的情况下，安全快速投入备用电源或母联开关，使得系统重新进入正常运行状态，使得整个电网安全运行。现代真空断路器的发展，分、合闸的时间最快可以达到30-50ms，这为供电平稳切换装置实现提供可能，电力系统的安全性和可靠性，要求人员素质和供电设备自动化不断提高，单靠人为的操作难以胜任，数字化变电站已经深入企业，通过自动跟踪、检测、判断、执行的供电电源平稳切换装置配合其他自动化监控软件，真正实现变电站(配电室)的数字化、智能化，保证电网的安全性和可靠性。

装置判断起动切换时间快，达到10ms；

装置判断起动后将备用电源投入的时间快，达到50ms以内；除过断路器故障原因；

事实检测系统相位，准确判断合闸时机时的相位；企业电网保证在在30°以内合闸；

切换方式灵活，根据现场实际需要，菜单多种可供选择，安全可靠性高；

切换时对整个电网的冲击小，不会出现重大安全事故，防止系统震荡，绝对避免系统大面积停电以及“晃电”影响；

在装置上可实现人为系统正常倒闸操作，完全消除或避免以前传统倒 闸方式带来的安全隐患，保证电网运行安全；

完全替代现有备用电源自投装置或快速切换装置，接线简单，安装方便；

实现安全自动切换，达到无人值班，智能化运行；

多种通讯方式与规约转换，可迅速介入互联网，实施远程监控。

本发明的自适应开关位置以及电气参数的变化量，对于来自系统本身的“晃电”与真正的故障或失压实时监测、判断并可靠处理，为目前国内领先的技术之一，并达到国际要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。