CN104810919A - 一种基于备用电源进行自动投切装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于备用电源进行自动投切装置，该装置包括本体输入检测单元、本体控制输出单元、扩展输入检测单元和控制单元，所述本体输入检测单元连接到本体段母线，所述扩展输入检测单元连接到扩展段母线；所述本体输入检测单元和本体段母线连接的进线上设有进线开关；所述扩展输入检测单元和扩展段母线连接的进线上设有进线开关；所述本体段母线与扩展段母线通过母分开关进行连接；所述本体段母线和扩展段母线分别与本体变压器和扩展变压器连接，所述控制单元接收本体输入检测单元和扩展输入检测单元信息发出控制指令到本体控制输出单元。本发明可实现断路器远方、就地及备自投控制；可选自投或自投自复功能。

Description

一种基于备用电源进行自动投切装置及方法

技术领域

本发明涉及电力安全技术领域，尤其涉及基于备用电源进行自动投切装置及方法。

背景技术

随着国民经济迅速的发展，许多地区需要长期、稳定、安全的供电系统，这要求我们的保护设备在保证能够快速切除故障线路的情况下，还要及时的将备用电源投入系统、恢复供电。备用电源自动投切装置(简称备自投)是保证供电系统持续可靠供电的重要方法，备自投装置是变电站重要的二次设备，其作用是当电源发生故障是，能自动将备用电源投入，使一些重要用户不至于因电源断电，而造成巨大的财产和人生伤亡事故。

发明内容

针对相关技术领域文献和以上现有技术的不足，在大量现有文献研究和长期在相关领域研发实践的基础上，本发明提出“基于备用电源进行自动投切装置及方法”，克服了现有技术中“应变难”等技术难题，实现“高效能”的有益效果。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于备用电源进行自动投切装置，该装置包括本体输入检测单元、本体控制输出单元、扩展输入检测单元和控制单元，所述本体输入检测单元连接到本体段母线，所述扩展输入检测单元连接到扩展段母线；所述本体输入检测单元和本体段母线连接的进线上设有进线开关；所述扩展输入检测单元和扩展段母线连接的进线上设有进线开关；所述本体段母线与扩展段母线通过母分开关进行连接；所述本体段母线和扩展段母线分别与本体变压器和扩展变压器连接，所述控制单元接收本体输入检测单元和扩展输入检测单元信息发出控制指令到本体控制输出单元。该装置还包括备用发电机组，发动机组通过备用开关与本体母线连接。所述本体输入检测单元和扩展输入检测单元均包括断路器故障检测单元和控制回路失电失压检测单元。所述低压柜断路器自带的故障辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行断路器故障检测。所述低压柜断路器控制回路失电通过柜内的中间继电器进行判定并通过其辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行断路器控制回路失电的检测。本体段母线和扩展段母线的失压和来电通过低压柜配置的可进行电压的整定的失压继电器进行判定后，通过其辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行检测。该装置还包括报警单元，所述控制单元通过本体控制输出单元控制报警单元报警。

一种基于备用电源的自动投切方法，该方法包括以下步骤：步骤一、本体输入检测单元检测到本体段母线失电时或扩展输入检测单元检测到扩展段母线失电时，跳开相应段母线的进线开关，跳开非重要负荷出线开关；母分开关闭合，用未失电的进线通过母分开关同时对本体段和扩展段母线供电；当失电的进线恢复供电时，断开母分开关，闭合非重要负荷出线开关，然后闭合进线开关；步骤二、本体输入检测单元检测到本体段母线失电时和扩展输入检测单元检测到扩展段母线均失电时，闭合备用开关，备用发电机组给本体段母线供电，闭合母分开关；当失电恢复时，断开备用开关，切换到变压器供电模式。

本发明的有益效果是：可实现断路器远方、就地及备自投控制；可选自投或自投自复功能；断路器故障、控制回路失电及失压检测设备故障指示和报警、装置通过PLC模块进行检测，通过低压柜内的报警指示灯和电铃进行设备故障报警带RS485通讯功能、MODBUS-RTU通讯协议，可通过通讯进行断路器和备自投信息上传，可实现通过上位机进行断路器遥控和备自投的投入和切除；备自投投切的时间可以调整、设备故障机手跳闭锁备自投、就地和远方投退控制、工作条件具备指示及投切动作指示

附图说明

图1为本发明具体实施的两进线一母联控制方案系统图；

图2为本发明具体实施的三进线两母联控制方案系统图；

图3为本发明具体实施的发电机备用电源切换系统图；

图4为本发明具体实施的自动投切装置接线原理图；

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的控制系统，相互间的连接关系，及实施方法，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

一种基于备用电源进行自动投切装置，该装置包括本体输入检测单元、本体控制输出单元、扩展输入检测单元和控制单元，所述本体输入检测单元连接到本体段母线，所述扩展输入检测单元连接到扩展段母线；所述本体输入检测单元和本体段母线连接的进线上设有进线开关；所述扩展输入检测单元和扩展段母线连接的进线上设有进线开关；所述本体段母线与扩展段母线通过母分开关进行连接；所述本体段母线和扩展段母线分别与本体变压器和扩展变压器连接，所述控制单元接收本体输入检测单元和扩展输入检测单元信息发出控制指令到本体控制输出单元。该装置还包括备用发电机组，发动机组通过备用开关与本体母线连接。所述本体输入检测单元和扩展输入检测单元均包括断路器故障检测单元和控制回路失电失压检测单元。所述低压柜断路器自带的故障辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行断路器故障检测。所述低压柜断路器控制回路失电通过柜内的中间继电器进行判定并通过其辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行断路器控制回路失电的检测。本体段母线和扩展段母线的失压和来电通过低压柜配置的可进行电压的整定的失压继电器进行判定后，通过其辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行检测。该装置还包括报警单元，所述控制单元通过本体控制输出单元控制报警单元报警。

本体输入检测单元用于检测两进线断路器、母联断路器合位、故障、控制电源故障状态；进线1、进线2和两段母线失压状态；进线备自投、母分备自投、手动和远方遥控模式状态等，通过内置的备自投控制软件通过控制输出单元控制进线、母联断路器的合分闸，实现各种工况下的电源自动投切，装置设有备自投设备故障报警控制输出单元，通过配置的声光报警器用于故障报警指示，当备自投外围设备故障(如断路器故障、控制电源故障)时备自投装置启动报警器，以提示操作员及时进行故障排除，以防止备自投装置的进线失电或来电时的据动。

一种基于备用电源的自动投切方法，该方法包括以下步骤：步骤一、本体输入检测单元检测到本体段母线失电时或扩展输入检测单元检测到扩展段母线失电时，跳开相应段母线的进线开关，跳开非重要负荷出线开关；母分开关闭合，用未失电的进线通过母分开关同时对本体段和扩展段母线供电；当失电的进线恢复供电时，断开母分开关，闭合非重要负荷出线开关，然后闭合进线开关；步骤二、本体输入检测单元检测到本体段母线失电时和扩展输入检测单元检测到扩展段母线均失电时，闭合备用开关，备用发电机组给本体段母线供电，闭合母分开关；当失电恢复时，断开备用开关，切换到变压器供电模式。

低压柜断路器本体自带的故障辅助接点可接入本装置对应的输入检测单元进行断路器故障检测；低压柜断路器控制回路失电通过柜内的中间继电器进行判定并通过其辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行断路器控制回路失电的检测，两进线和两段母线的失压和来电通过低压柜配置的可进行电压的整定的失压继电器进行判定后并通过其辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行检测，所有的影响备自投装置正常运行的断路器故障、控制回路失电、失压继电器故障通过装置自带的逻辑控制软件进行判断并通过装置自带的控制输出单元启动低压柜内的报警指示灯和电铃进行设备故障报警，提示操作人员进行故障的及时解除，以防止因低压柜内的检测设备故障造成的备自投装置的拒动或误动，低压柜配置的上述检测继电器和报警电铃均为常规的电器设备，成本低，采购周期快，因而本装置的维护时间短、维护费用低。

实施方式1：两进线一母联控制方式

运行方式可有输入压板选择,运行分二种方式：方式Ⅰ.一台变压器运行：二条进线一主一备，母分开关闭合运行，当发现一侧进线失电时，则跳开该进线开关，然后合另一条进线开关，用该进线带二段母线运行。方式Ⅱ.二台变压器运行：二条进线各带一边，母分开关分断运行，当发现一侧进线失电时，则跳开该进线开关，跳开非重要负荷出线开关以减少负荷，然后合母分开关，用另一条进线带二段母线运行。当进线供电恢复后,分断母分开关，合非重要负荷出线开关,然后合进线开关,实现系统自投自复

实施方式2：三进线两母联控制方式:

本备用电源自投装置适合于三台变压器运行的方式(变压器B3、B4、B5配电系统)。正常运行时三台变压器各带一段母线，MF1、MF2分断运行；其中B4、B5变压器的备用电源控制逻辑同DPB2023方式Ⅱ。由于B3变压器的容量明显比B4、B5小，因此采用单向备自投方案，即B3变压器失电时，则跳开B3变压器的出线开关，同时切除一些非重要的负荷，然后合MF1开关，使B4(或B5)变压器加带B3段母线运行；若B4或B5变压器失电，则进行B4、B5变压器间的备自投，而不考虑使用B3变压器作为备用电源。

发电机备用电源切换控制方式:

备用发电机组在进线全部失电时启动,以保证应急母线的可靠供电。装置通过检测由变压器供电的普通母线电压和发电机备用电源电压，发现普通母线失电，则自动切换到发电机备用电源；普通母线电源恢复，则自动切换到变压器供电的普通母线。1.失压检测采用两个380V交流继电器分别检测UAB和UBC。2.进线1失压对应进线1断路器进线端；I段母线失压对应进线1断路器出线端；进线2失压对应进线2断路器进线端；II段母线失压对应进线2断路器出线端；母线失压装在母联柜中。3.备自投工作电源和断路器操作电源均取自直流屏DC220V或不间断电源；操作电源取自不间断电源，只要进线断路器在集中控制方式，即便是备自投未投入时，可保证两路进线全失电时的备自投失压跳闸，如两进线外装失压线圈，需装延时3秒的失压线圈，防止与备自投联动时的延时冲突(建议不装)。4.此图三个断路器采用一个集中就地转换开关；如采用三个，需将图中的短接线去掉，分别按图接入。5.如断路器无控制电源失电检测，不接即可。6.备自投采集的断路器合位、故障需采用本体点；三取二联锁建议采用本体点。7.母分备自投为失电自投、来电自复模式；进线备自投为无主备电源模式。8.两进线均失电后，若非人为干预，备自投仍为投入状态；任一进线来电后断路器自动投切。9.对于第7、第8项如有特殊要求需定货前说明。10.备自投装置通讯协议为MODBUS RTU.11.对于无人值守变电站，建议采用第三方遥控，同时需增加断路器的集中、合位、故障信号和备自投投入、备自投条件具备信号上传，另需增加备自投投、退控制,可采用两个脉冲接点并接到就地投、退按钮上.

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的执行步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。本发明并不局限于上述特定实施例，在不脱离本发明精神及其实质情况下，本领域的普通技术人员可根据本发明做出各种相应改变和变形，这些相应对本发明进行的修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护的范围当中。

Claims (8)

1.一种基于备用电源进行自动投切装置，其特征在于：该装置包括本体输入检测单元、本体控制输出单元、扩展输入检测单元和控制单元，所述本体输入检测单元连接到本体段母线，所述扩展输入检测单元连接到扩展段母线；所述本体输入检测单元和本体段母线连接的进线上设有进线开关；所述扩展输入检测单元和扩展段母线连接的进线上设有进线开关；所述本体段母线与扩展段母线通过母分开关进行连接；所述本体段母线和扩展段母线分别与本体变压器和扩展变压器连接，所述控制单元接收本体输入检测单元和扩展输入检测单元信息发出控制指令到本体控制输出单元。

2.根据权利要求1所述的自动投切装置，其特征在于：该装置还包括备用发电机组，发动机组通过备用开关与本体母线连接。

3.根据权利要求1所述的自动投切装置，其特征在于：所述本体输入检测单元和扩展输入检测单元均包括断路器故障检测单元和控制回路失电失压检测单元。

4.根据权利要求1所述的自动投切装置，其特征在于：所述低压柜断路器自带的故障辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行断路器故障检测。

5.根据权利要求1所述的自动投切装置，其特征在于：所述低压柜断路器控制回路失电通过柜内的中间继电器进行判定并通过其辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行断路器控制回路失电的检测。

6.根据权利要求1所述的自动投切装置，其特征在于：本体段母线和扩展段母线的失压和来电通过低压柜配置的可进行电压的整定的失压继电器进行判定后，通过其辅助接点接入本装置对应的输入检测单元进行检测。

7.根据权利要求1所述的自动投切装置，其特征在于：该装置还包括报警单元，所述控制单元通过本体控制输出单元控制报警单元报警。

8.一种基于备用电源的自动投切方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、本体输入检测单元检测到本体段母线失电时或扩展输入检测单元检测到扩展段母线失电时，跳开相应段母线的进线开关，跳开非重要负荷出线开关；母分开关闭合，用未失电的进线通过母分开关同时对本体段和扩展段母线供电；当失电的进线恢复供电时，断开母分开关，闭合非重要负荷出线开关，然后闭合进线开关；

步骤二、本体输入检测单元检测到本体段母线失电时和扩展输入检测单元检测到扩展段母线均失电时，闭合备用开关，备用发电机组给本体段母线供电，闭合母分开关；当失电恢复时，断开备用开关，切换到变压器供电模式。