CN109038805B - 一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法 - Google Patents

Abstract

一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，通过利用中压成套开关柜中微机综合保护装置所具有的PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)在中压市电电源开关和柴油发电电源开关之间进行自动切换，提供一种安全可靠、成本低廉、简便易行的实现中压常规电源与应急电源自动切换的新方法，其特征在于，利用中压成套开关柜中微机综合保护装置所具有的PLC，在所述PLC中设置控制程序以控制开关的自动分闸和自动合闸，所述开关的控制信号线连接所述PLC，所述控制程序按照预定的控制逻辑产生控制信号，所述控制信号通过所述控制信号线传输到所述开关，从而实现供电电源在中压市电和柴油发电机组之间的自动切换。

Description

一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法

技术领域

本发明涉及电源切换供电技术，例如以中压市电作为常规电源，同时以柴油发电机组供电作为应急电源等，特别是一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，通过利用中压成套开关柜中微机综合保护装置所具有的PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)在中压市电电源开关和柴油发电电源开关之间进行自动切换，提供一种安全可靠、成本低廉、简便易行的实现中压常规电源与应急电源自动切换的新方法。

背景技术

电源持续供电是用电设备持续工作的必要条件。为了保证用电设备的工作，控制单一电源可能产生的供电不能所带来的风险，双电源配备已经成为常用手段，例如，以中压市电作为常规电源的同时以柴油发电机组供电作为应急电源等。因此，双电源之间的切换技术成了电源配备的重要环节。本发明人其所以完成了本发明，是基于对现有技术的以下认知：1.

中压市电与柴发的切换目前主要有三种实现办法：1)人工手动操作；2)采用中压ATS；3)采用电力控制系统。2.人工手动操作，中压开关操作对电工要求较高，开关数量多，工作量大，需要配备较多具备中压操作资格的电工，对于重要负荷来说，需要较多具备中压操作资格的电工值班，确保深夜发生停电时，能够及时切换到柴发机组电源供电。大大增加了系统运营和维护成本。3.中压ATS价格昂贵，体积较大，因而会占用变配电室面积，目前使用不多，其可靠性尚待实践检验。4.电力控制系统需要配置专用PLC、信号采集单元、通讯管理子机、主服务器、通讯线缆等，还要单独开发软件系统。电力控制系统功能强大、界面友好、具备告警、故障处理参考办法提示灯功能，成本高，软件开发周期较长，需要维护和升级。5.由于中压电源电压较高、危险性大、对负荷影响面广，而中压ATS和电力控制系统采购成本较高，人工操作方式运营维护人力成本高，手动操作人身安全和误操作导致电力事故的风险均很高。故发明一种安全可靠、成本低廉、简便易行的实现中压市电与柴发机组自动切换的新方法，具有很强的现实意义和广阔的应用前景，尤其在用电容量巨大，广泛采用中压柴油发电机组的数据中心供电领域。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，通过利用中压成套开关柜中微机综合保护装置所具有的PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)在中压市电电源开关和柴油发电电源开关之间进行自动切换，提供一种安全可靠、成本低廉、简便易行的实现中压常规电源与应急电源自动切换的新方法。

本发明技术方案如下：

一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，利用中压成套开关柜中微机综合保护装置所具有的PLC，在所述PLC中设置控制程序以控制开关的自动分闸和自动合闸，所述开关的控制信号线连接所述PLC，所述控制程序按照预定的控制逻辑产生控制信号，所述控制信号通过所述控制信号线传输到所述开关，从而实现供电电源在中压市电和柴油发电机组之间的自动切换。

所述预定的控制逻辑包括以下四个部分：1)中压市电失电，启动柴油发电机组，完成柴油发电机组并机；2)柴油发电机组并机成功，自动向市电母线段供电；3)市电恢复通电，市电母线段的柴油发电机组电源主进开关自动先分闸，市电母线段的市电电源主进开关再自动合闸；4)市电母线段的市电电源主进开关断电自动分闸，通电自动合闸，市电母线段的柴油发电机组电源主进开关断电自动分闸，通电自动合闸，市电母线段的馈电开关断电自动分闸，通电自动依次合闸，延时5～10秒。

所述开关包括市电母线段的柴油发电机组电源主进开关，市电母线段的市电电源主进开关，市电母线段的馈电开关，柴油发电机组并机母线段的馈电开关，以及将市电母线段分段后在段与段之间起连接作用的母联开关。

所述控制程序中的控制逻辑满足以下三个前提条件：市电电源主进开关与柴油发电机组电源主进开关“二合一”闭锁；市电电源主进开关与母联开关“三合二”闭锁；柴油发电机组电源主进开关与母联开关“三合二”闭锁；满足这三个前提条件以避免出现两路市电并联运行的重大事故，或市电与柴油发电机组并联运行的重大事故。

在市电母线段配置市电进线PT、柴油发电机组进线PT和馈电母线PT，PT即电压互感器，相应获取市电电源电压信号、柴油发电机组电源电压信号和馈电母线电压信号，并将这些电压信号作为或断电或通电的主要判断依据，为避免开关误动作，增加中压开关状态、电流和/或熔断器状态的信号作为或断电或通电的辅助判断依据，从而实现既不误动也不拒动。

所述控制程序包括以下判定条件：判定市电断电的条件、判定市电通电的条件、判定市电母线段馈电母线失电的条件和/或判定市电母线段馈电母线通电的条件。

所述判定市电断电的条件为，市电电源进线侧无电压、市电电源进线无电流和市电电源进线PT的熔断器开关处于闭合状态；所述判定市电通电的条件为，市电电源进线侧有电压；所述判定市电母线段馈电母线失电的条件为，馈电母线无电压、无电流、馈电母线PT的熔断器开关处于闭合状态；所述判定市电母线段馈电母线通电的条件为，馈电母线有电压。

所述控制程序包括以下约束条件：市电母线段市电电源主进开关分闸的条件、发出柴油发电机组启机信号的条件、柴油发电机组并机母线段馈电开关合闸的条件、市电母线段柴油发电机组电源主进开关合闸的条件、市电母线段柴油发电机组电源主进开关分闸的条件、市电母线段市电电电源主进开关合闸的条件、发出柴油发电机组停机信号的条件和/或市电母线段馈电开关分闸的条件。

所述市电母线段市电电源主进开关分闸的条件为，市电断电；所述发出柴油发电机组启机信号的条件为，市电断电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态；所述柴油发电机组并机母线段馈电开关合闸的条件为，足够数量的柴发并机中压开关合闸、并机母线电压指标正常；所述市电母线段柴油发电机组电源主进开关合闸的条件为，市电断电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态、以及市电母线段柴油发电机组电源进线侧有电压；所述市电母线段柴油发电机组电源主进开关分闸的条件为，市电通电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态；所述市电母线段市电电电源主进开关合闸的条件为，市电通电、市电母线段柴发电源主进开关分闸、以及母联开关分闸；所述发出柴发停机信号的条件为，市电通电、市电母线段市电电电源主进开关合闸、以及市电母线段柴发电源主进开关分闸；所述市电母线段馈电开关分闸的条件为，市电母线段馈电母线失电。

本发明的技术效果如下：本发明一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，利用中压成套开关柜中微机综保自带的PLC，通过编程和少量信号线，实现市电电源与柴发机组电源之间的自动切换，保障供电的安全和连续性。该方法安全可靠、成本低廉、简便易行，既不增加设备投资，又能提高自动化水平。提高了运行效率，减少了运维人员的配置数量和人工操作工作量。由于人工手动倒闸操作的频次大幅降低，因人工操作失误而导致中压市电与柴油发电机组切换失败的概率也大大降低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行说明。

一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于无需采购任何自动切换装置和控制装置，仅仅通过利用中压开关柜中微机综保自带的PLC，通过编写程程序和敷设少量信号线，实现中压开关的自动分闸和合闸，从而实现供电电源在市电和柴发机组之间的自动切换。利用中压开关柜中微机综保自带的PLC编写程序来控制中压开关的分闸与合闸，编写程序的主要逻辑包括四个部分：1)市电失电，启动柴发，完成并机；2)柴发并机成功，自动向市电母线段供电；3)市电恢复通电，市电母线段的柴发电源主进开关自动先分闸，市电母线段市电电源主进开关再自动合闸4)市电母线段市电电源主进开关断电自动分闸，通电自动合闸，市电母线段柴发电源主进开关断电自动分闸，通电自动合闸，市电母线段馈电开关断电自动分闸，通电自动依次合闸，延时5～10秒。编程逻辑还应满足市电电源主进开关与柴发电源主进开关“二合一”闭锁，市电电源主进开关与母联开关“三合二”闭锁，柴发电源主进开关与母联开关“三合二”闭锁，三个前提条件，以避免出现两路市电并联运行，或市电与柴发并联运行的重大事故。市电母线段需要配置市电进线PT、柴发进线PT、馈电母线PT，从而获取市电电源、柴发机组电源、馈电母线的电压信号，作为断电、通电的主要判断依据，为避免开关误动作，增加中压开关状态、电流、熔断器状态等多种信号作为断电、通电的辅助判断依据，做到既不误动也不拒动。需要用信号线将位于不同位置的中压开关柜中的信号引至需要的中压开关柜中微机综保自带的PLC。

下面通过进一步的实施例对本发明详细说明如下：1.本发明的技术任务是：提供一种安全可靠、成本低廉、简便易行的中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法。2.本发明的技术任务是按以下方式实现的，利用中压开关柜中微机综保自带的PLC编写程序来控制中压开关的分闸与合闸，实现供电电源在市电和柴发机组之间的自动切换。3.编写程序的主要逻辑包括四个部分：1)市电失电，自动发出信号启动柴发，完成并机；2)柴发并机成功，自动向市电母线段供电；3)市电恢复通电，市电母线段的柴发电源主进开关先自动分闸，市电母线段市电电源主进开关再自动合闸，发出信号柴发停机4)市电母线段市电电源主进开关断电自动分闸，通电自动合闸，市电母线段柴发电源主进开关断电自动分闸，通电自动合闸，市电母线段馈电开关断电自动分闸，通电自动依次合闸，延时5～10秒。4.编写程序的关键在于利用PLC控制中压开关自动合闸或分闸的判定条件要准确，既不能误动，也不能拒动，以保证安全可靠。5.判定市电断电的条件：市电电源进线侧无电压、市电电源进线无电流、市电电源进线PT的熔断器开关处于闭合状态。6.市电母线段市电电源主进开关分闸的条件：市电断电。7.发出柴发启机信号的条件：市电断电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态。8.柴发并机母线段馈电开关合闸的条件：足够数量的柴发并机中压开关合闸、并机母线电压指标正常。9.市电母线段柴发电源主进开关合闸的条件：市电断电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态、市电母线段柴发电源进线侧有电压。10.判定市电通电的条件：市电电源进线侧有电压。11.市电母线段柴发电源主进开关分闸的条件：市电通电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态。12.市电母线段市电电电源主进开关合闸的条件：市电通电、市电母线段柴发电源主进开关分闸、母联开关分闸。13.发出柴发停机信号的条件：市电通电、市电母线段市电电电源主进开关合闸、市电母线段柴发电源主进开关分闸。14.判定市电母线段馈电母线失电的条件：馈电母线无电压、无电流、馈电母线PT的熔断器开关处于闭合状态。15.市电母线段馈电开关分闸的条件：市电母线段馈电母线失电。16.判定市电母线段馈电母线通电的条件：馈电母线有电压。17.市电母线段馈电开关依次闸，延时5～10秒的条件：市电母线段馈电母线通电。18.为避免误动和拒动，开关在自动执行分闸或合闸时，需要读取多个电量信号，这些信号并非全部来自同一个开关柜，故需要少量信号线将需要的电量数据引至相应的开关柜中的微机综保自带的PLC中。19.以避免出现两路市电并联运行，或市电与柴发并联运行的重大事故。PLC编程应满足市电电源主进开关与柴发电源主进开关“二合一”闭锁，市电电源主进开关与母联开关“三合二”闭锁，柴发电源主进开关与母联开关“三合二”闭锁，三个前提条件。

在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

Claims (8)

1.一种中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，利用中压成套开关柜中微机综合保护装置所具有的PLC，在所述PLC中设置控制程序以控制开关的自动分闸和自动合闸，所述开关的控制信号线连接所述PLC，所述控制程序按照预定的控制逻辑产生控制信号，所述控制信号通过所述控制信号线传输到所述开关，从而实现供电电源在中压市电和柴油发电机组之间的自动切换；

所述预定的控制逻辑包括以下四个部分：1）中压市电失电，启动柴油发电机组，完成柴油发电机组并机；2）柴油发电机组并机成功，自动向市电母线段供电；3）市电恢复通电，市电母线段的柴油发电机组电源主进开关自动先分闸，市电母线段的市电电源主进开关再自动合闸；4）市电母线段的市电电源主进开关断电自动分闸，通电自动合闸，市电母线段的柴油发电机组电源主进开关断电自动分闸，通电自动合闸，市电母线段的馈电开关断电自动分闸，通电自动依次合闸，延时5～10秒。

2.根据权利要求1所述的中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，所述开关包括市电母线段的柴油发电机组电源主进开关，市电母线段的市电电源主进开关，市电母线段的馈电开关，柴油发电机组并机母线段的馈电开关，以及将市电母线段分段后在段与段之间起连接作用的母联开关。

3.根据权利要求1所述的中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，所述控制程序中的控制逻辑满足以下三个前提条件：市电电源主进开关与柴油发电机组电源主进开关“二合一”闭锁；市电电源主进开关与母联开关“三合二”闭锁；柴油发电机组电源主进开关与母联开关“三合二”闭锁；满足这三个前提条件以避免出现两路市电并联运行的重大事故，或市电与柴油发电机组并联运行的重大事故。

4.根据权利要求1所述的中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，在市电母线段配置市电进线PT、柴油发电机组进线PT和馈电母线PT，PT即电压互感器，相应获取市电电源电压信号、柴油发电机组电源电压信号和馈电母线电压信号，并将这些电压信号作为或断电或通电的主要判断依据，为避免开关误动作，增加中压开关状态、电流和/或熔断器状态的信号作为或断电或通电的辅助判断依据，从而实现既不误动也不拒动。

5.根据权利要求1所述的中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，所述控制程序包括以下判定条件：判定市电断电的条件、判定市电通电的条件、判定市电母线段馈电母线失电的条件和/或判定市电母线段馈电母线通电的条件。

6.根据权利要求5所述的中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，所述判定市电断电的条件为，市电电源进线侧无电压、市电电源进线无电流和市电电源进线PT的熔断器开关处于闭合状态；所述判定市电通电的条件为，市电电源进线侧有电压；所述判定市电母线段馈电母线失电的条件为，馈电母线无电压、无电流、馈电母线PT的熔断器开关处于闭合状态；所述判定市电母线段馈电母线通电的条件为，馈电母线有电压。

7.根据权利要求1所述的中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，所述控制程序包括以下约束条件：市电母线段市电电源主进开关分闸的条件、发出柴油发电机组启机信号的条件、柴油发电机组并机母线段馈电开关合闸的条件、市电母线段柴油发电机组电源主进开关合闸的条件、市电母线段柴油发电机组电源主进开关分闸的条件、市电母线段市电电源主进开关合闸的条件、发出柴油发电机组停机信号的条件和/或市电母线段馈电开关分闸的条件。

8.根据权利要求7所述的中压市电与柴油发电机组自动切换的实现方法，其特征在于，所述市电母线段市电电源主进开关分闸的条件为，市电断电；所述发出柴油发电机组启机信号的条件为，市电断电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态；所述柴油发电机组并机母线段馈电开关合闸的条件为，足够数量的柴油发电机组并机中压开关合闸、并机母线电压指标正常；所述市电母线段柴油发电机组电源主进开关合闸的条件为，市电断电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态、以及市电母线段柴油发电机组电源进线侧有电压；所述市电母线段柴油发电机组电源主进开关分闸的条件为，市电通电、市电电源主进开关和母联开关均处于分闸状态；所述市电母线段市电电源主进开关合闸的条件为，市电通电、市电母线段柴油发电机组电源主进开关分闸、以及母联开关分闸；所述发出柴油发电机组停机信号的条件为，市电通电、市电母线段市电电源主进开关合闸、以及市电母线段柴油发电机组电源主进开关分闸；所述市电母线段馈电开关分闸的条件为，市电母线段馈电母线失电。