电网电源切换系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力自动化技术领域，特别是涉及一种电网电源切换系统。
【背景技术】
[0002]在冶金、石化等工业领域，对电力供应的连续性及可靠性要求很高。一旦出现电力供应中断，会给企业造成很大的损失。因此在传统的电网电源切换系统中除了正常的工作电源外，还另外配有备用电源。当工作电源出现故障，即可将备用电源投入使用。现在市场上有两类电网电源切换系统，一类被统称为备用电源自动投入装置(以下简称备自投装置)，另一类是备用电源快速切换控制装置(以下简称快切装置)。
[0003]备自投装置在实际使用过程存在如下问题:一是由于不同的现场工况相差极大，而备自投装置所使用的判据为“无流”和“无压”，比较简单粗放，无法适用所有场合。如果在不恰当的时机将备用电源投入，大容量的电动机群自启动反而有可能拖垮备用电源，扩大事故影响。二是备自投装置的启动速度较慢。在备自投装置检测到失电启动时，可能大部分电动机已经处于停机装置，无法保证企业负荷供电连续性的要求。
[0004]快切装置相对于备自投装置来说，在对负荷掉电的暂态过程进行研究的基础上，采取了基于合闸角度的切换策略。这些都使得快切装置的切换效果相对于备自投装置来说得到了很大的提升，因此快切装置在厂矿企业得到了大量的应用。
[0005]然而随着负荷类型的变化和现场对电能质量要求的提高，快切装置的切换速度相对来说已经落后。同时为响应国家节能减排的要求，现在厂矿企业大量使用带变频器的电动机负荷。此类型负荷是指，经过变频器将工频电源调压、而将调频后的输出电能作为电动机的电源。变频器位于电源与负荷之间，可以看作一个控制设备，也可以看作一个被控制的设备，在电源异常时的暂态特性与电动机完全不一样。其对备用电源的切换速度要求更高，反而对合闸角度没有要求。因此传统的快切装置所使用的抓合闸角度的控制策略对于该类型负荷完全发挥不出作用，而切换速度又无法达到变使得频器保持正常工作的要求，造成在很多电力现场的实际使用过程中，备用电源虽然投入了，但是变频器所带的负荷依然全部丢失。因此，如何提高电网电源切换系统的切换速度是亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]基于此，针对上述何提高电网电源切换系统的切换速度的问题，本发明提供一种电网电源切换系统，能够提高切换速度。
[0007]一种电网电源切换系统，至少包括第一电源、第二电源及母线，其中，所述第一电源向所述母线供电，且所述第二电源为所述第一电源的备用电源。所述电网电源切换系统还至少包括主控单元、若干通讯单元及若干快速永磁开关单元；所述主控单元分别与各所述通讯单元连接；所述通讯单元与快速永磁开关单元分别--对应连接，且所述第一电源与所述母线之间、所述第二电源与所述母线之间分别接有一个所述快速永磁开关单元；
[0008]所述主控单元，在所述第一电源出现故障时通过控制所述快速永磁开关单元来控制所述第二电源代替所述第一电源供电；所述通讯单元，在所述主控单元与快速永磁开关单元之间通过低电压差分信号模式传输数据；
[0009]所述快速永磁开关单元，在所述第一电源出现故障时断开所述第一电源向所述母线的供电电路，并接通所述第二电源向所述母线的供电电路。
[0010]在其中一个实施例中，所述通讯单元包括发送模块和接收模块；所述发送模块，根据待发送数据向所述接收模块发送抗干扰处理后的低电压差分信号，所述待发送数据为所述主控单元或快速永磁开关单元发送的数据；所述接收模块，根据所述发送模块传来的数据输出所述待发送数据。
[0011]在其中一个实施例中，所述接收模块包括依次连接的接收端网络变压器、自适应均衡器及接收端转换器；所述接收端网络变压器，对所述发送模块传来的数据进行隔离，并将隔离后的数据输出至所述自适应均衡器；所述自适应均衡器，对所述接收端网络变压器处理后的数据进行自适应均衡处理，并将自适应均衡处理处理后的数据输出至所述接收端转换器；所述接收端转换器，根据所述自适应均衡器处理后的数据输出所述待发送数据。
[0012]在其中一个实施例中，所述发送模块包括依次连接的LVDS输出接口、预加重驱动器及发送端网络变压器；所述LVDS输出接口，根据所述待发送数据输出对应的LVDS信号；所述预加重驱动器，对所述LVDS信号进行预加重驱动，并将预加重驱动后的数据输出至所述发送端网络变压器；所述发送端网络变压器，对所述预加重驱动器处理的数据进行电气隔离，并将隔离后的数据发送至所述接收模块。
[0013]在其中一个实施例中，所述发送模块还包括与所述LVDS输出接口连接的编码器，且所述编码器对所述待发送数据进行8比特/10比特编码，并将编码后的数据传送至所述LVDS输出接口。
[0014]在其中一个实施例中，所述发送模块与接收模块之间通过双绞线传输线数据。
[0015]在其中一个实施例中，所述快速永磁开关单元包括相互连接的驱动模块和快速永磁机构；所述驱动模块在所述主控单元控制下驱动所述快速永磁机构断开或导通，且所述驱动模块还用于将所述快速永磁机构的工作状态通过所述通讯单元发送至所述主控单元。
[0016]在其中一个实施例中，所述快速永磁机构为单稳态快速永磁机构。
[0017]在其中一个实施例中，所述主控单元包括中央处理系统、通讯板及人机接口系统；所述中央处理系统分别与所述通讯板、人机接口系统连接；
[0018]所述中央处理系统，起核心控制作用；所述通讯板，与所述通讯单元通讯；所述人机接口系统，用于所述中央处理系统与用户进行交互。
[0019]在其中一个实施例中，所述主控单元还包括功能扩展插件系统，且所述功能扩展插件系统与所述中央处理系统连接。
[0020]上述电网电源切换系统具有的有益效果为:该电网电源切换系统中，主控单元，在第一电源出现故障时通过控制快速永磁开关单元来控制第二电源代替第一电源供电。通讯单元，在主控单元与快速永磁开关单元之间通过低电压差分信号模式传输数据。快速永磁开关单元，在第一电源出现故障时断开第一电源向母线的供电电路，并接通第二电源向母线的供电电路。
[0021]其中，通讯单元采用的低电压差分信号模式在点对点传输过程中，能够达到几百兆的速率，使得从主控单元发出分合闸等控制命令到快速永磁开关单元开始执行命令这一过程共经历的时间从十几毫秒缩短至不到1毫秒。同时快速永磁开关单元能够将合闸时间由传统开关的30ms缩短至10ms以内，减少70%的合闸时间，而分闸时间则缩小至6ms以内。因此，该电网电源切换系统在通讯单元减少了数据传输时间的基础上又能通过快速永磁开关单元快速进行合闸、分闸操作，对切换过程中的各个环节进行统筹优化，能显著的减少整个切换过程的时间，提高了切换速度。
【附图说明】
[0022]图1为一实施例的电网电源切换系统的组成结构示意图。
[0023]图2为由图1所示实施例电网电源切换系统中的主控单元的内部结构示意图。
[0024]图3为图1所示实施例电网电源切换系统中的通讯单元的内部结构示意图。
[0025]图4为图1所示实施例电网电源切换系统中的快速永磁开关单元的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]为了更清楚的解释本发明提供的电网电源切换系统，以下结合实施例作具体的说明。图1为一实施例的电网电源切换系统的组成结构示意图。图2为由图1所示实施例电网电源切换系统中的主控单元的内部结构示意图。图3为图1所示实施例电网电源切换系统中的通讯单元的内部结构示意图。图4为图1所示实施例电网电源切换系统中的快速永磁开关单元的内部结构示意图。
[0027]在实际应用中，对于带变频器的电动机负荷来说，变频器将输入的交流电通过整流电路变为直流，为中间的直流母线上的电容充电，再经过逆变电路将电容中的直流电逆变为交流电。因此变频器中直流母线上的电容有储能功能。而在输入