CN109412256A - 一种备用电源投入方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种备用电源投入方法及装置，应用于高压设备供电回路，该方法，包括：检测第一供电母线的电压、第二供电母线的电压和供电支路上的电流；当第一支路开关和第一母线开关闭合、第二支路开关和第二母线开关断开时，判断第一供电母线的电压是否小于用电设备的耐受电压，并判断第二供电母线的电压是否大于第一阈值且供电支路上的电流是否小于第二阈值；当第一供电母线的电压小于耐受电压时，若第二供电母线的电压大于第一阈值且供电支路上的电流小于第二阈值，则断开第一支路开关和第一母线开关；闭合第二母线开关和第一支路开关，实现备用电源的自动投入，避免用电设备因供电电源的电压过低而停机，满足化工企业的连续供电要求。

Description

一种备用电源投入方法及装置

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种备用电源投入方法及装置。

背景技术

晃电是指因雷击、短路或其他原因造成的电网短时电压波动或短时断电的现象。供电系统产生晃电的基本类型有：电压骤降、骤升、短时断电、电压闪变。一般，当供电系统的电压有效值降至标称值的30％以上，且持续较长时间(如80-200毫秒)时，就会造成电气设备停止工作，或引起所生产产品质量下降。

在外电网晃电或内部短路故障暂态状况下，传统的备用电源自动投入装置在实际应用中由于切换逻辑单一、切换时间长、大部分负荷失电的缺点，已无法满足化工企业的连续供电要求，特别是拥有大量电动机负荷的化工企业更是无益反害。一段母线或一个电源因故障被保护切除时，要快速且在不损害供、用电运行设备的前提下投入另一段母线或备用电源，不仅要保证对工艺装置的供电不间断，而且使绝大部分乃至全部负荷不被切除，迅速再受电继续运转。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种备用电源投入方法及装置，能够解决现有技术中无法满足化工企业的连续供电要求的问题。

本申请实施例提供的一种备用电源投入方法，应用于高压设备供电回路，所述高压设备供电回路包括第一供电母线、第二供电母线和至少一条供电支路；所述第一供电母线经第一母线开关连接第一供电电源，所述第二供电母线经第二母线开关连接第二供电电源；每条所述供电支路的输入端经第一支路开关连接所述第一供电母线并经第二支路开关连接所述第二供电母线，每条所述供电支路的输出端连接用电设备；所述方法，包括：

检测所述第一供电母线的电压、所述第二供电母线的电压和所述供电支路上的电流；

当所述第一支路开关和所述第一母线开关闭合、所述第二支路开关和所述第二母线开关断开时，判断所述第一供电母线的电压是否小于所述用电设备的耐受电压，并判断所述第二供电母线的电压是否大于第一阈值且所述供电支路上的电流是否小于第二阈值；

当所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压时，若所述第二供电母线的电压大于所述第一阈值且所述供电支路上的电流小于所述第二阈值，则断开所述第一支路开关和所述第一母线开关；

闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

可选的，所述闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关，具体包括：

判断所述第一供电母线的电压是否小于残压阈值；当所述第一供电母线的电压小于所述残压阈值时，采用残压切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；

和/或，

判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否小于第一频差阈值且所述第一供电母线的电压是否大于快速切换低电压；当所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差小于所述第一频差阈值且所述第一供电母线的电压大于所述快速切换低电压时，采用快速切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；

和/或，

判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否小于第二频差阈值且所述第一供电母线的电压是否大于闭锁值；当所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差小于所述第二频差阈值且所述第一供电母线的电压大于所述闭锁值时，采用同期捕获切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

可选的，所述检测所述第一供电母线的电压、所述第二供电母线的电压和所述供电支路上的电流，之后还包括：

判断所述第一供电母线的电压是否小于第三阈值且频率小于预设频率；若是，则执行所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；

和/或，

判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否大于第三频差阈值，并判断所述供电支路上的电流是否小于所述第二阈值；若是，则执行所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；

和/或，

判断所述第一支路开关是否断开，且所述供电支路上的电流是否小于所述第二阈值；若是，则执行所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

可选的，所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关，之前还包括：

判断所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压的时间是否超过等待时间阈值；

若是，则执行所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

可选的，所述闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关，具体包括：

在接收到所述第一支路开关的断开通知和所述第一母线开关的断开通知后，闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

本申请实施例提供的一种备用电源投入装置，应用于高压设备供电回路，所述高压设备供电回路包括第一供电母线、第二供电母线和至少一条供电支路；所述第一供电母线经第一母线开关连接第一供电电源，所述第二供电母线经第二母线开关连接第二供电源；每条所述供电支路的输入端经第一支路开关连接所述第一供电母线并经第二支路开关连接所述第二供电母线，每条所述供电支路的输出端连接用电设备；所述装置，包括：电压检测单元、电流检测单元、第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元和开关控制单元；

所述电压检测单元，用于检测所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压；

所述电流检测单元，用于检测所述供电支路上的电流；

所述第一判断单元，用于当所述第一支路开关和所述第一母线开关闭合、所述第二支路开关和所述第二母线开关断开时，判断所述第一供电母线的电压是否小于所述用电设备的耐受电压；

所述第二判断单元，用于当所述第一支路开关和所述第一母线开关闭合、所述第二支路开关和所述第二母线开关断开时，判断所述第二供电母线的电压是否大于第一阈值；

所述第三判断单元，用于当所述第一支路开关和所述第一母线开关闭合、所述第二支路开关和所述第二母线开关断开时，判断所述供电支路上的电流是否小于第二阈值；

所述开关控制单元，用于当所述第一判断单元判断所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压、所述第二判断单元判断所述第二供电母线的电压大于所述第一阈值且所述第三判断单元判断所述供电支路上的电流小于所述第二阈值时，先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

可选的，所述开关控制单元，具体包括：第一判断子单元、第二判断子单元和第三判断子单元中的任意一个或多个；还包括：开关控制子单元；

所述第一判断子单元，用于判断所述第一供电母线的电压是否小于残压阈值；

所述第二判断子单元，用于判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否小于第一频差阈值且所述第一供电母线的电压是否大于快速切换低电压；

所述第三判断子单元，用于判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否小于第二频差阈值且所述第一供电母线的电压是否大于闭锁值；

所述开关控制子单元，用于当所述第一判断子单元判断所述第一供电母线的电压小于所述残压阈值时，采用残压切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；还用于当所述第二判断子单元判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差小于所述第一频差阈值且所述第一供电母线的电压大于所述快速切换低电压时，采用快速切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；还用于当所述第三判断子单元判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差小于所述第二频差阈值且所述第一供电母线的电压大于所述闭锁值时，采用同期捕获切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

可选的，还包括：第四判断单元、第五判断单元和第六判断单元中的任意一个或多个；

所述第四判断单元，用于判断所述第一供电母线的电压是否小于第三阈值且频率小于预设频率；

所述第五判断单元，用于判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否大于第三频差阈值，并判断所述供电支路上的电流是否小于所述第二阈值；

所述第六判断单元，用于判断所述第一支路开关是否断开，且所述供电支路上的电流是否小于所述第二阈值；

所述开关控制单元，还用于当所述第四判断单元判断所述第一供电母线的电压小于所述第三阈值且频率小于所述预设频率时，先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；还用于当所述第五判断单元判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差大于所述第三频差阈值且所述供电支路上的电流小于所述第二阈值时，断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；还用于当所述第六判断单元判断所述第一支路开关断开且所述供电支路上的电流小于所述第二阈值时，先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

可选的，还包括：第七判断单元；

所述第七判断单元，用于判断所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压的时间是否超过等待时间阈值；

所述开关控制单元，具体用于当所述第七判断单元判断所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压的时间超过等待时间阈值时，先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

可选的，所述开关控制单元，具体包括：开关控制子单元和通知接收子单元；

所述开关控制子单元，用于断开所述第一支路开关和所述第一母线开关；还用于当所述通知接收子单元接收到所述第一支路开关的断开通知和所述第一母线开关的断开通知后，闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：

在本申请实施例中，当高压设备供电回路中利用第一供电电源经第一供电母线和供电支路为用电设备供电时，通过检测第一供电母线的电压、第二供电母线的电压和供电支路上的电流判断是否需要进行备用电源的切换，以保证用电设备正常工作，避免晃电等故障对用电设备正常工作的影响。当第一供电母线的电压小于用电设备的耐受电压、第二供电母线的电压足够且供电支路上的电流足够小时，先断开第一支路开关和第一母线开关，断开第一供电电源为用电设备的供电，再闭合第二母线开关和第一支路开关，使用第二供电电源为用电设备供电，实现备用电源的自动投入，避免用电设备因供电电源的电压过低而停机，满足化工企业的连续供电要求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种备用电源投入方法及装置的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的一种备用电源投入方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种备用电源投入装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了便于理解，下面首先介绍本申请实施例的具体应用场景。

参见图1，该图为本申请实施例提供的备用电源投入方法及装置的应用场景示意图。

本申请实施例提供的备用电源投入方法及装置，应用于高压设备供电回路。该高压设备供电回路，包括：第一供电母线、第二供电母线和至少一条供电支路；

其中，第一供电母线经第一母线开关SW1连接第一供电电源，第二供电母线经第二母线开关SW2连接第二供电电源；每条供电支路的输入端经第一支路开关K1连接第一供电母线并经第二支路开关K2连接第二供电母线，每条供电支路的输出端连接用电设备。

在实际应用中，第一母线开关SW1、第二母线开关SW2、第一支路开关K1和第二支路开关K2均可以是断路器。

在外电网晃电或内部短路故障暂态状况下，传统的备用电源自动投入装置在实际应用中由于切换逻辑单一、切换时间长、大部分负荷失电的缺点，已无法满足化工企业的连续供电要求，特别是拥有大量电动机负荷的化工企业更是无益反害。一段母线或一个电源因故障被保护切除时，要快速且在不损害供、用电运行设备的前提下投入另一段母线或备用电源，不仅要保证对工艺装置的供电不间断，而且使绝大部分乃至全部负荷不被切除，迅速再受电继续运转。

目前，备自投装置的起动条件概括起来有三个，即①工作电源已断开(使用“无流”作判据)；②备用电源电压正常(使用“有压”判据)；③负荷母线电压为降至25％(使用“无压”判据)。

然而，本申请的发明人在研究中发现，条件①、②是正确的，但条件③却是有局限性的。如负荷母线电压降至25％，则表明全部负荷包括电动机在内全部停止运行，生产过程中断，此时备用电源即使投入了也无法避免生产工艺流程被严重破坏，何况如果大量电动机群起自起动的条件将是极端恶劣的。

为此，本申请的发明人在后续研究中发现，传统备自投装置是担心当负荷母线电压很高时投入备用电源会损坏电气设备(特别是电动机)。事实上，这一种顾虑是多余的，因电动机能长期耐受的电压制造厂家给出的数据是1.1-1.2倍额定电压(称此电压为电动机耐受电压)。因此，只要在备用电源投入时电动机所承受的电压不超过此值那就是安全的。所以将前述条件③修改为负荷承受电压小于或等于用电设备的耐受电压更为合理。

需要说明的是，本申请实施例以第一供电电源为当前供电电源、第二供电电源为备用电源为例进行说明，即当第一支路开关和第一母线开关闭合、第二支路开关和第二母线开关断开时，如何切换至第二供电电源，其他情况与此类似，具体参见相关说明即可，这里不再赘述。

基于上述思想，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。

参见图2，该图为本申请实施例提供的一种备用电源投入方法的流程示意图。

本申请实施例提供的备用电源投入方法，包括：

S201：检测第一供电母线的电压、第二供电母线的电压和供电支路上的电流。

在本申请实施例中，可以利用任意一种检测装置对第一供电母线的电压、第二供电母线的电压和供电支路上的电流进行检测，本申请实施例对此不进行限定。

S202：判断第一供电母线的电压是否小于用电设备的耐受电压，并判断第二供电母线的电压是否大于第一阈值且供电支路上的电流是否小于第二阈值。当第一供电母线的电压小于耐受电压时，若第二供电母线的电压大于第一阈值且供电支路上的电流小于第二阈值，则执行步骤S203。

在本申请实施例中，由于当第一供电母线的电压小于用电设备的电压时，即切换至电压足够的第二供电电源经第二供电母线为用电设备供电，避免了用电设备因欠压停机，保证了用电设备的连续工作。

需要说明的是，第一阈值可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如第一阈值可以是第二供电电源额定输出电压的90％。类似的，第二阈值也可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如第二阈值可以是0.16A，以保证满足“无流”的要求。

S203：断开第一支路开关和第一母线开关；

S204：闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，为避免切换时“反送电”事故发生，采用串联切换模式，即先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

具体的，在一些可能的实现方式中，步骤S204具体可以包括：

在接收到第一支路开关的断开通知和第一母线开关的断开通知后，闭合第二母线开关和第一支路开关。

可以理解的是，当第一支路开关和第一母线开关正常断开时，会发出断开通知，以便告知其状态。因此，避免切换时“反送电”事故发生，可以在先发出跳进线断路器(即第一支路开关和第一母线开关)指令，等待进线断路器跳位辅助点返回断开通知后，再发出合母联断路器(即第二母线开关和第一支路开关)指令。

在实际应用中，为了保证供电质量，还可以根据供电电源的实际情况有选择的采用不同的切换策略。

具体的，在本申请实施例一些可能的实现方式中，步骤S204具体可以采用以下三种可能的实现方式中的任意一种或多种。

第一种可能的实现方式，步骤S204具体可以包括：

判断第一供电母线的电压是否小于残压阈值；当第一供电母线的电压小于残压阈值时，采用残压切换准则闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，残压阈值可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如残压阈值可以是第一供电电源额定输出电压的20％。

当母线电压衰减到20％-40％实现的切换可以成为残压切换。残压切换虽能保证用电设备安全，但由于停电时间过长，用电设备自启动成功与否、自启动时间等会受到较大限制。

第二种可能的实现方式，步骤S204具体可以包括：

判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差是否小于第一频差阈值且第一供电母线的电压是否大于快速切换低电压；当第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差小于第一频差阈值且第一供电母线的电压大于快速切换低电压时，采用快速切换准则闭合第二母线开关和第一支路开关；

在本申请实施例中，第一频差阈值可以根据实际情况设定，例如第一频差阈值可以是1Hz。类似的，快速切换低电压也可以根据实际情况设定，例如第一阈值可以是第一供电电源额定输出电压的60％。

快速切换准则是理想的一种合闸方式，既能保证用电设备安全，又不会过多的影响用电设备的工作状态，是速度最快的合闸方式。

第三种可能的实现方式，步骤S204具体可以包括：

判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差是否小于第二频差阈值且第一供电母线的电压是否大于闭锁值；当第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差小于第二频差阈值且第一供电母线的电压大于闭锁值时，采用同期捕获切换准则闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，第二频差阈值可以根据实际情况设定，例如第二频差阈值可以是6Hz。类似的，闭锁值也可以根据实际情况设定，例如闭锁值可以是第一供电电源额定输出电压的40％。

同期捕获切换准则的原理是实时追踪母线电压和备用电压的频差和角度变化，以同相点作为合闸目标点。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，为了保证故障的供电支路进行切换、非故障供电支路不进行切换，步骤S204具体可以包括：

判断第一供电母线的电压小于耐受电压的时间是否超过等待时间阈值；

若是，则执行先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

在实际应用中，等待时间阈值可以根据实际情况设定，例如等待时间阈值可以是150毫秒。

在本申请实施例中，当高压设备供电回路中利用第一供电电源经第一供电母线和供电支路为用电设备供电时，通过检测第一供电母线的电压、第二供电母线的电压和供电支路上的电流判断是否需要进行备用电源的切换，以保证用电设备正常工作，避免晃电等故障对用电设备正常工作的影响。当第一供电母线的电压小于用电设备的耐受电压、第二供电母线的电压足够且供电支路上的电流足够小时，先断开第一支路开关和第一母线开关，断开第一供电电源为用电设备的供电，再闭合第二母线开关和第一支路开关，使用第二供电电源为用电设备供电，实现备用电源的自动投入，避免用电设备因供电电源的电压过低而停机，满足化工企业的连续供电要求。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，为保证系统电压波动或过负荷启动大型软启回路电动机引起的频率暂态变化，还可以在以下三种可能情况的任意一种或多种时进行备用电源的切入。

具体的，在第一种可能的情况中，步骤S201之后还可以包括：

判断第一供电母线的电压是否小于第三阈值且频率小于预设频率；若是，则执行先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，第三阈值可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如第三阈值可以是第一供电电源额定输出电压的95％。类似的，预设频率也可以根据实际情况设定，例如预设频率可以是49.5Hz。当第一供电母线的电压小于第三阈值且频率小于预设频率时，第一供电电源的品质差，进行频差品质切换。

在第二种可能的情况中，步骤S201之后还可以包括：

判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差是否大于第三频差阈值，并判断供电支路上的电流是否小于第二阈值；若是，则执行先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，第三频差阈值可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如第三频差阈值可以是0.6Hz。当第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差大于第三频差阈值，且供电支路上的电流小于第二阈值时，进行频差无流切换。

在第三种可能的情况中，步骤S201之后还可以包括：

判断第一支路开关是否断开，且供电支路上的电流是否小于第二阈值；若是，则执行先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，为保证断路器偷跳时无扰动装置可靠切换，在第一支路开关断开时，投入“有流闭锁、无流切换”切换规则，进行开关误跳切换。

基于上述实施例提供的备用电源投入方法，本申请实施例提供了一种备用电源投入装置。

参见图3，该图为本申请实施例提供的一种备用电源投入装置的结构示意图。

本申请实施例提供的备用电源投入装置，包括：电压检测单元10、电流检测单元20、第一判断单元31、第二判断单元32、第三判断单元33和开关控制单元40；

电压检测单元10，用于检测第一供电母线的电压和第二供电母线的电压。

电流检测单元20，用于检测供电支路上的电流。

在本申请实施例中，电压检测单元10和电流检测单元20可以利用任意一种检测装置对第一供电母线的电压、第二供电母线的电压和供电支路上的电流进行检测，本申请实施例对此不进行限定。

第一判断单元31，用于当第一支路开关和第一母线开关闭合、第二支路开关和第二母线开关断开时，判断第一供电母线的电压是否小于用电设备的耐受电压。

第二判断单元32，用于当第一支路开关和第一母线开关闭合、第二支路开关和第二母线开关断开时，判断第二供电母线的电压是否大于第一阈值。

第三判断单元33，用于当第一支路开关和第一母线开关闭合、第二支路开关和第二母线开关断开时，判断供电支路上的电流是否小于第二阈值。

在本申请实施例中，由于当第一供电母线的电压小于用电设备的电压时，即切换至电压足够的第二供电电源经第二供电母线为用电设备供电，避免了用电设备因欠压停机，保证了用电设备的连续工作。

需要说明的是，第一阈值可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如第一阈值可以是第二供电电源额定输出电压的90％。类似的，第二阈值也可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如第二阈值可以是0.16A，以保证满足“无流”的要求。

开关控制单元40，用于当第一判断单元31判断第一供电母线的电压小于耐受电压、第二判断单元32判断第二供电母线的电压大于第一阈值且第三判断单元33判断供电支路上的电流小于第二阈值时，先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，为避免切换时“反送电”事故发生，采用串联切换模式，即先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

在实际应用中，为了保证供电质量，还可以根据供电电源的实际情况有选择的采用不同的切换策略。

具体的，在本申请实施例一些可能的实现方式中，开关控制单元40，具体可以包括：第一判断子单元、第二判断子单元和第三判断子单元中的任意一个或多个；还可以包括：开关控制子单元；

第一判断子单元，用于判断第一供电母线的电压是否小于残压阈值；

第二判断子单元，用于判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差是否小于第一频差阈值且第一供电母线的电压是否大于快速切换低电压；

第三判断子单元，用于判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差是否小于第二频差阈值且第一供电母线的电压是否大于闭锁值；

开关控制子单元，用于当第一判断子单元判断第一供电母线的电压小于残压阈值时，采用残压切换准则闭合第二母线开关和第一支路开关；还用于当第二判断子单元判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差小于第一频差阈值且第一供电母线的电压大于快速切换低电压时，采用快速切换准则闭合第二母线开关和第一支路开关；还用于当第三判断子单元判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差小于第二频差阈值且第一供电母线的电压大于闭锁值时，采用同期捕获切换准则闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，残压阈值可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如残压阈值可以是第一供电电源额定输出电压的20％。

当母线电压衰减到20％-40％实现的切换可以成为残压切换。残压切换虽能保证用电设备安全，但由于停电时间过长，用电设备自启动成功与否、自启动时间等会受到较大限制。

在本申请实施例中，第一频差阈值可以根据实际情况设定，例如第一频差阈值可以是1Hz。类似的，快速切换低电压也可以根据实际情况设定，例如第一阈值可以是第一供电电源额定输出电压的60％。

快速切换准则是理想的一种合闸方式，既能保证用电设备安全，又不会过多的影响用电设备的工作状态，是速度最快的合闸方式。

在本申请实施例中，第二频差阈值可以根据实际情况设定，例如第二频差阈值可以是6Hz。类似的，闭锁值也可以根据实际情况设定，例如闭锁值可以是第一供电电源额定输出电压的40％。

同期捕获切换准则的原理是实时追踪母线电压和备用电压的频差和角度变化，以同相点作为合闸目标点。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，为保证系统电压波动或过负荷启动大型软启回路电动机引起的频率暂态变化，该备用电源投入装置还可以包括：第四判断单元、第五判断单元和第六判断单元中的任意一个或多个；

第四判断单元，用于判断第一供电母线的电压是否小于第三阈值且频率小于预设频率；

第五判断单元，用于判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差是否大于第三频差阈值，并判断供电支路上的电流是否小于第二阈值；

第六判断单元，用于判断第一支路开关是否断开，且供电支路上的电流是否小于第二阈值；

开关控制单元40，还用于当第四判断单元判断第一供电母线的电压小于第三阈值且频率小于预设频率时，先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关；还用于当第五判断单元判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差大于第三频差阈值且供电支路上的电流小于第二阈值时，断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关；还用于当第六判断单元判断第一支路开关断开且供电支路上的电流小于第二阈值时，先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

在本申请实施例中，第三阈值可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如第三阈值可以是第一供电电源额定输出电压的95％。类似的，预设频率也可以根据实际情况设定，例如预设频率可以是49.5Hz。当第一供电母线的电压小于第三阈值且频率小于预设频率时，第一供电电源的品质差，进行频差品质切换。

在本申请实施例中，第三频差阈值可以根据实际情况设定，这里不进行限定，例如第三频差阈值可以是0.6Hz。当第一供电母线的电压和第二供电母线的电压之间的频差大于第三频差阈值，且供电支路上的电流小于第二阈值时，进行频差无流切换。

在本申请实施例中，为保证断路器偷跳时无扰动装置可靠切换，在第一支路开关断开时，投入“有流闭锁、无流切换”切换规则，进行开关误跳切换。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，为了保证故障的供电支路进行切换、非故障供电支路不进行切换，该备用电源投入装置还可以包括：第七判断单元；

第七判断单元，用于判断第一供电母线的电压小于耐受电压的时间是否超过等待时间阈值；

开关控制单元40，具体用于当第七判断单元判断第一供电母线的电压小于耐受电压的时间超过等待时间阈值时，先断开第一支路开关和第一母线开关，再闭合第二母线开关和第一支路开关。

在实际应用中，等待时间阈值可以根据实际情况设定，例如等待时间阈值可以是150毫秒。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，开关控制单元40，具体可以包括：开关控制子单元和通知接收子单元；

开关控制子单元，用于断开第一支路开关和第一母线开关；还用于当通知接收子单元接收到第一支路开关的断开通知和第一母线开关的断开通知后，闭合第二母线开关和第一支路开关。

可以理解的是，当第一支路开关和第一母线开关正常断开时，会发出断开通知，以便告知其状态。因此，避免切换时“反送电”事故发生，开关控制单元40可以在先发出跳进线断路器(即第一支路开关和第一母线开关)指令，等待进线断路器跳位辅助点返回断开通知后，再发出合母联断路器(即第二母线开关和第一支路开关)指令。

在本申请实施例中，当高压设备供电回路中利用第一供电电源经第一供电母线和供电支路为用电设备供电时，通过检测第一供电母线的电压、第二供电母线的电压和供电支路上的电流判断是否需要进行备用电源的切换，以保证用电设备正常工作，避免晃电等故障对用电设备正常工作的影响。当第一供电母线的电压小于用电设备的耐受电压、第二供电母线的电压足够且供电支路上的电流足够小时，先断开第一支路开关和第一母线开关，断开第一供电电源为用电设备的供电，再闭合第二母线开关和第一支路开关，使用第二供电电源为用电设备供电，实现备用电源的自动投入，避免用电设备因供电电源的电压过低而停机，满足化工企业的连续供电要求。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种备用电源投入方法，其特征在于，应用于高压设备供电回路，所述高压设备供电回路包括第一供电母线、第二供电母线和至少一条供电支路；所述第一供电母线经第一母线开关连接第一供电电源，所述第二供电母线经第二母线开关连接第二供电电源；每条所述供电支路的输入端经第一支路开关连接所述第一供电母线并经第二支路开关连接所述第二供电母线，每条所述供电支路的输出端连接用电设备；所述方法，包括：

检测所述第一供电母线的电压、所述第二供电母线的电压和所述供电支路上的电流；

当所述第一支路开关和所述第一母线开关闭合、所述第二支路开关和所述第二母线开关断开时，判断所述第一供电母线的电压是否小于所述用电设备的耐受电压，并判断所述第二供电母线的电压是否大于第一阈值且所述供电支路上的电流是否小于第二阈值；

当所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压时，若所述第二供电母线的电压大于所述第一阈值且所述供电支路上的电流小于所述第二阈值，则断开所述第一支路开关和所述第一母线开关；

闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关，具体包括：

判断所述第一供电母线的电压是否小于残压阈值；当所述第一供电母线的电压小于所述残压阈值时，采用残压切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；

和/或，

判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否小于第一频差阈值且所述第一供电母线的电压是否大于快速切换低电压；当所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差小于所述第一频差阈值且所述第一供电母线的电压大于所述快速切换低电压时，采用快速切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；

和/或，

判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否小于第二频差阈值且所述第一供电母线的电压是否大于闭锁值；当所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差小于所述第二频差阈值且所述第一供电母线的电压大于所述闭锁值时，采用同期捕获切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述第一供电母线的电压、所述第二供电母线的电压和所述供电支路上的电流，之后还包括：

判断所述第一供电母线的电压是否小于第三阈值且频率小于预设频率；若是，则执行所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；

和/或，

判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否大于第三频差阈值，并判断所述供电支路上的电流是否小于所述第二阈值；若是，则执行所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；

和/或，

判断所述第一支路开关是否断开，且所述供电支路上的电流是否小于所述第二阈值；若是，则执行所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关，之前还包括：

判断所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压的时间是否超过等待时间阈值；

若是，则执行所述先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关，具体包括：

在接收到所述第一支路开关的断开通知和所述第一母线开关的断开通知后，闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

6.一种备用电源投入装置，其特征在于，应用于高压设备供电回路，所述高压设备供电回路包括第一供电母线、第二供电母线和至少一条供电支路；所述第一供电母线经第一母线开关连接第一供电电源，所述第二供电母线经第二母线开关连接第二供电源；每条所述供电支路的输入端经第一支路开关连接所述第一供电母线并经第二支路开关连接所述第二供电母线，每条所述供电支路的输出端连接用电设备；所述装置，包括：电压检测单元、电流检测单元、第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元和开关控制单元；

所述电压检测单元，用于检测所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压；

所述电流检测单元，用于检测所述供电支路上的电流；

所述第一判断单元，用于当所述第一支路开关和所述第一母线开关闭合、所述第二支路开关和所述第二母线开关断开时，判断所述第一供电母线的电压是否小于所述用电设备的耐受电压；

所述第二判断单元，用于当所述第一支路开关和所述第一母线开关闭合、所述第二支路开关和所述第二母线开关断开时，判断所述第二供电母线的电压是否大于第一阈值；

所述第三判断单元，用于当所述第一支路开关和所述第一母线开关闭合、所述第二支路开关和所述第二母线开关断开时，判断所述供电支路上的电流是否小于第二阈值；

所述开关控制单元，用于当所述第一判断单元判断所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压、所述第二判断单元判断所述第二供电母线的电压大于所述第一阈值且所述第三判断单元判断所述供电支路上的电流小于所述第二阈值时，先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元，具体包括：第一判断子单元、第二判断子单元和第三判断子单元中的任意一个或多个；还包括：开关控制子单元；

所述第一判断子单元，用于判断所述第一供电母线的电压是否小于残压阈值；

所述第二判断子单元，用于判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否小于第一频差阈值且所述第一供电母线的电压是否大于快速切换低电压；

所述第三判断子单元，用于判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否小于第二频差阈值且所述第一供电母线的电压是否大于闭锁值；

所述开关控制子单元，用于当所述第一判断子单元判断所述第一供电母线的电压小于所述残压阈值时，采用残压切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；还用于当所述第二判断子单元判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差小于所述第一频差阈值且所述第一供电母线的电压大于所述快速切换低电压时，采用快速切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；还用于当所述第三判断子单元判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差小于所述第二频差阈值且所述第一供电母线的电压大于所述闭锁值时，采用同期捕获切换准则闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：第四判断单元、第五判断单元和第六判断单元中的任意一个或多个；

所述第四判断单元，用于判断所述第一供电母线的电压是否小于第三阈值且频率小于预设频率；

所述第五判断单元，用于判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差是否大于第三频差阈值，并判断所述供电支路上的电流是否小于所述第二阈值；

所述第六判断单元，用于判断所述第一支路开关是否断开，且所述供电支路上的电流是否小于所述第二阈值；

所述开关控制单元，还用于当所述第四判断单元判断所述第一供电母线的电压小于所述第三阈值且频率小于所述预设频率时，先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；还用于当所述第五判断单元判断所述第一供电母线的电压和所述第二供电母线的电压之间的频差大于所述第三频差阈值且所述供电支路上的电流小于所述第二阈值时，断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关；还用于当所述第六判断单元判断所述第一支路开关断开且所述供电支路上的电流小于所述第二阈值时，先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：第七判断单元；

所述第七判断单元，用于判断所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压的时间是否超过等待时间阈值；

所述开关控制单元，具体用于当所述第七判断单元判断所述第一供电母线的电压小于所述耐受电压的时间超过等待时间阈值时，先断开所述第一支路开关和所述第一母线开关，再闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。

10.根据权利要求6-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元，具体包括：开关控制子单元和通知接收子单元；

所述开关控制子单元，用于断开所述第一支路开关和所述第一母线开关；还用于当所述通知接收子单元接收到所述第一支路开关的断开通知和所述第一母线开关的断开通知后，闭合所述第二母线开关和所述第一支路开关。