CN112600297A - 用于柴油发电机组与两路市电的供电切换系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统及方法，系统包括甲线变电站、乙线变电站、柴油发电机组、母线、第一负载、第二负载、总控制器、第一分控组件、第二分控组件、柴发控制组件和开关组件，甲线变电站与甲线市电连接，乙线变电站与乙线市电连接，开关组件与总控制器连接，开关组件包括甲线主变开关、乙线主变开关、甲线柴机进线开关、乙线柴机进线开关、母线联络开关、甲线柴机电源开关、乙线柴机电源开关。与现有技术相比，本发明针对两路市电的不同故障情况，自动进行电路控制和柴油发电机组运行，无需人工控制，控制精度高，能够将两路市电自动、快速、准确的转换为柴油发电机电源，提高本发明的供电系统的可靠性和稳定性。

Description

用于柴油发电机组与两路市电的供电切换系统及方法
技术领域
本发明涉及数据中心电源转换领域，尤其是涉及一种用于柴油发电机组与两路市电的供电切换系统及方法。
背景技术
随着IT行业发展，数据中心数量越来越多，规模越来越庞大，数据中心用电质量要求较高，大型数据中心均配备2路市电，并将柴油发电机作为应急电源。由于数据中心的用电设备繁多，配套的配电柜繁多，当市电故障后，所有配电柜因失电分闸，之后柴油发电机组上线供电，诸多配电柜的再上电合闸成为一个难题。同时数据中心蓄冷管的储冷量大多在10分钟内，在市电消失后的10分钟内将所有配电柜合闸，市电全部转为柴油发电机组电源，对于人工控制来说，时间非常紧迫，同时市电故障的时间又存在不确定性，因此市电能够自动、快速、准确的转换为柴油发电机电源对于大型数据中心来说尤为重要。
目前数据中心市电与柴油发电机电源转换有两种：
1、手动控制柴油发电机上线，手动将所有配电柜合闸；
2、柴油发电机自动上线，手动将所有配电柜合闸；
以上两种方式均不能快速、安全、准确的将市电转换为柴油发电机电源。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于柴油发电机组与两路市电的供电切换系统及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统，包括甲线变电站、乙线变电站、柴油发电机组、母线、第一负载、第二负载、总控制器、第一分控组件、第二分控组件、柴发控制组件和开关组件，所述的甲线变电站与甲线市电连接，所述的乙线变电站与乙线市电连接，所述的开关组件与总控制器连接，所述的开关组件包括甲线主变开关、乙线主变开关、甲线柴机进线开关、乙线柴机进线开关、母线联络开关、甲线柴机电源开关、乙线柴机电源开关，
所述的母线联络开关设于母线上，将母线分为甲侧母线和乙侧母线，
所述的甲线变电站通过甲线主变开关与甲侧母线连接，所述的乙线变电站通过乙线主变开关与乙侧母线连接，
所述的柴油发电机组的柴发母排的一端依次通过甲线柴机电源开关和甲线柴机进线开关与甲侧母线连接，另一端依次通过乙线柴机电源开关和乙线柴机进线开关与乙侧母线连接，
所述的柴发控制组件用于控制柴油发电机组的运行，所述的柴发控制组件分别与柴油发电机组和总控制器连接，
所述的第一分控组件用于控制第一负载的运行，所述的第一分控组件分别与第一负载和总控制器连接，
所述的第二分控组件用于控制第二负载的运行，所述的第二分控组件分别与第二负载与总控制器连接。
优选地，所述的第一分控组件和第二分控组件均为PLC。
优选地，所述的第一分控组件包括第一分控母线和分别设于第一负载的各负载柜中的甲线时间继电器，所述的甲线时间继电器通过第一分控母线串联后接入总控制器，所述的第二分控组件包括第二分控母线和分别设于第二负载的各负载柜中的乙线时间继电器，所述的乙线时间继电器通过第二分控母线串联后接入总控制器。
一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，基于上述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统，包括以下步骤：
S1：总控制器实时获取开关组件、柴油发电机组的状态，若甲线市电、乙线市电均正常，进入步骤S2，若甲线市电故障、乙线市电正常，进入步骤S3，若甲线市电正常，乙线市电故障，进入步骤S4，若甲线市电，乙线市电均故障，进入步骤S5；
S2：总控制器组件控制开关组件，使甲线市电、乙线市电分别为第一负载、第二负载供电；
S3：总控制器控制开关组件使乙线市电为第一负载、第二负载供电；
S4：总控制器控制开关组件使甲线市电为第一负载、第二负载供电；
S5：总控制器控制开关组件使柴油发电机组为第一负载、第二负载供电，并实时获取甲线市电、乙线市电状态，若甲线市电、乙线市电恢复正常，进入步骤S6；
S6：总控制器控制开关组件使甲线市电、乙线市电分别为第一负载、第二负载供电。
优选地，所述的S2具体包括：总控制器控制甲线主变开关、乙线主变开关合闸，控制甲线柴机进线开关、乙线柴机进线开关、母线联络开关、甲线柴机电源开关、乙线柴机电源开关分闸。
优选地，所述的S3具体包括：总控制器控制母线联络开关、乙线主变开关合闸，控制甲线主变开关、甲线柴机进线开关、乙线柴机进线开关、甲线柴机电源开关、乙线柴机电源开关分闸。
优选地，所述的S4具体包括总控制器控制母线联络开关、甲线主变开关合闸，控制乙线主变开关、甲线柴机进线开关、乙线柴机进线开关、甲线柴机电源开关、乙线柴机电源开关分闸。
优选地，所述的S5具体包括：
S51：总控制器控制甲线主变开关、乙线主变开关、母线联络开关分闸；
S52：总控制器向柴发控制组件发出启动信号；
S53：柴发控制组件控制柴油发电机组启动，甲线柴机电源开关、乙线柴机电源开关合闸，向总控制器发出就绪信号；
S54：总控制器检测到柴发母排带电后控制甲线柴机进线开关、乙线柴机进线开关合闸，向第一分控组件、第二分控组件发出加载信号；
S55：第一分控组件控制第一负载的各负载依次合闸，第二分控组件控制第二负载的各负载依次合闸，进入步骤S6。
优选地，所述的S6具体包括；
S61：总控制器控制甲线柴机进线开关、乙线柴机进线开关、甲线柴机电源开关、乙线柴机电源开关、母线联络开关分闸；
S62：总控制器控制甲线主变开关、乙线主变开关合闸，向第一分控组件、第二分控组件发出加载信号；
S63：第一分控组件控制第一负载的各负载依次合闸，第二分控组件控制第二负载的各负载依次合闸。
优选地，所述的第一负载、第二负载均包括冷冻机负载和多个其他负载，所述的步骤S5、S6中控制为第一负载、第二负载供电时，先控制冷冻机负载合闸，再依次控制多个其他负载合闸。
优选地，步骤S1中，所述甲线主变开关、乙线主变开关为失压分闸开关，所述的总控制器检测甲线主变开关、乙线主变开关的分闸、合闸状态，判断甲线市电、乙线市电的状态，若甲线主变开关分闸则甲线市电故障，若甲线主变开关合闸则甲线市电正常，若乙线主变开关分闸则乙线市电故障，若乙线主变开关合闸则乙线市电正常。
优选地，所述的柴油发电机组包括柴发母排和分别与柴发母排连接的多个柴油发电机。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明针对两路市电的不同故障情况，自动进行电路控制和柴油发电机组运行，无需人工控制，控制精度高，能够将两路市电完全自动、快速、准确的转换为柴油发电机电源，提高本发明的供电系统的可靠性和稳定性；
(2)本发明的供电系统在市电故障后，第一负载、第二负载中不同的负载依次合闸，合闸时间不同，避免了合闸瞬间负载急剧增加，导致柴油发电机过载停机，每个配电柜的合闸时间可调整，即可按需求改变负载配电柜的上电顺序；
(3)本发明的供电系统可根据配电需求进行控制模式调整，可控范围广，适用范围大；
(4)本发明的控制精准，风险低，当某一负载配电柜无法合闸时，对其余负载配电柜无影响
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的系统结构示意图；
图3为本发明的控制结构示意图。
其中，1、甲线变电站，2、乙线变电站，3、柴油发电机组，4、母线，4-1、甲侧母线，4-2、乙侧母线，5、甲线主变开关，6、乙线主变开关，7、甲线柴机进线开关，8、乙线柴机进线开关，9、母线联络开关，10、甲线柴机电源开关，11、乙线柴机电源开关，12、柴油发电机，13、柴发母排，14、甲线市电，15、乙线市电，16、柴发控制组件，17、总控制器，18、第一分控组件，19、第一负载，20、第二分控组件，21、第二负载，22、开关组件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统，包括甲线变电站1、乙线变电站2、柴油发电机组3、母线4、第一负载19、第二负载21、总控制器17、第一分控组件18、第二分控组件20、柴发控制组件16和开关组件22，甲线变电站1与甲线市电14连接，乙线变电站2与乙线市电15连接。
本实施例中，总控制器17为总控PLC。柴油发电机组3包括柴发母排13和分别与柴发母排13连接的多个柴油发电机12。
为了实现对供电系统的切换、控制，开关组件22与总控制器17连接，开关组件22包括甲线主变开关5、乙线主变开关6、甲线柴机进线开关7、乙线柴机进线开关8、母线联络开关9、甲线柴机电源开关10、乙线柴机电源开关11。
基于该开关组件22，各部件的连接关系为：母线联络开关9设于母线4上，将母线4分为甲侧母线4-1和乙侧母线4-2；
甲线变电站1通过甲线主变开关5与甲侧母线4-1连接，乙线变电站2通过乙线主变开关6与乙侧母线4-2连接；
柴油发电机组3的柴发母排13的一端依次通过甲线柴机电源开关10和甲线柴机进线开关7与甲侧母线4-1连接，另一端依次通过乙线柴机电源开关11和乙线柴机进线开关8与乙侧母线4-2连接。
对于本系统的控制组件，柴发控制组件16用于控制柴油发电机组3的运行，柴发控制组件16分别与柴油发电机组3和总控制器17连接，第一分控组件18用于控制第一负载19的运行，第一分控组件18分别与第一负载19和总控制器17连接，第二分控组件20用于控制第二负载21的运行，第二分控组件20分别与第二负载21与总控制器17连接。
本发明的一种实施方式中，第一分控组件18和第二分控组件20均为PLC。
本发明的另一种实施方式中，第一分控组件18包括第一分控母线4和分别设于第一负载19的各负载柜中的甲线时间继电器，甲线时间继电器通过第一分控母线4串联后接入总控制器17，第二分控组件20包括第二分控母线4和分别设于第二负载21的各负载柜中的乙线时间继电器，乙线时间继电器通过第二分控母线4串联后接入总控制器17。该实施方式在甲线乙线负载很多时，由于省去分控PLC和分控PLC到各控制柜的大量电缆，可以节约大量成本，且结构简单，易于检查维护。
对于上述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统，提供一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，包括以下步骤：
S1：总控制器17实时获取开关组件22、柴油发电机组3的状态，若甲线市电14、乙线市电15均正常，进入步骤S2，若甲线市电14故障、乙线市电15正常，进入步骤S3，若甲线市电14正常，乙线市电15故障，进入步骤S4，若甲线市电14，乙线市电15均故障，进入步骤S5；
S2：总控制器17控制开关组件22，使甲线市电14、乙线市电15分别为第一负载19、第二负载21供电。
S2具体包括：总控制器17控制甲线主变开关5、乙线主变开关6合闸，控制甲线柴机进线开关7、乙线柴机进线开关8、母线联络开关9、甲线柴机电源开关10、乙线柴机电源开关11分闸。
S3：总控制器17控制开关组件22使乙线市电15为第一负载19、第二负载21供电。
S3具体包括：总控制器17控制母线联络开关9、乙线主变开关6合闸，控制甲线主变开关5、甲线柴机进线开关7、乙线柴机进线开关8、甲线柴机电源开关10、乙线柴机电源开关11分闸。
S4：总控制器17控制开关组件22使甲线市电14为第一负载19、第二负载21供电。
S4具体包括总控制器17控制母线联络开关9、甲线主变开关5合闸，控制乙线主变开关6、甲线柴机进线开关7、乙线柴机进线开关8、甲线柴机电源开关10、乙线柴机电源开关11分闸。
S5：总控制器17控制开关组件22使柴油发电机组3为第一负载19、第二负载21供电，并实时获取甲线市电14、乙线市电15状态，若甲线市电14、乙线市电15恢复正常，进入步骤S6。
S5具体包括：
S51：总控制器17控制甲线主变开关5、乙线主变开关6分闸；
S52：总控制器17向柴发控制组件16发出启动信号；
S53：柴发控制组件16控制柴油发电机组3启动，甲线柴机电源开关10、乙线柴机电源开关11合闸，向总控制器17发出就绪信号；
S54：总控制器17检测到柴发母排13带电后控制甲线柴机进线开关7、乙线柴机进线开关8合闸，向第一分控组件18、第二分控组件20发出加载信号；
S55：第一分控组件18控制第一负载19的各负载依次合闸，第二分控组件20控制第二负载21的各负载依次合闸，进入步骤S6。
S6：总控制器17控制开关组件22使甲线市电14、乙线市电15分别为第一负载19、第二负载21供电。
具体地，S6具体包括；
S61：总控制器17控制甲线柴机进线开关7、乙线柴机进线开关8、甲线柴机电源开关10、乙线柴机电源开关11分闸；
S62：总控制器17控制甲线主变开关5、乙线主变开关6合闸，向第一分控组件18、第二分控组件20发出加载信号；
S63：第一分控组件18控制第一负载19的各负载依次合闸，第二分控组件20控制第二负载21的各负载依次合闸。
本实施例中，第一负载19、第二负载21均包括冷冻机负载和多个其他负载，步骤S5、S6中控制为第一负载19、第二负载21供电时，先控制冷冻机负载合闸，再依次控制多个其他负载合闸。
步骤S1中，所述甲线主变开关5、乙线主变开关6为失压分闸开关，总控制器17检测甲线主变开关5、乙线主变开关6的分闸、合闸状态，判断甲线市电14、乙线市电15的状态，若甲线主变开关5分闸则甲线市电14故障，若甲线主变开关5合闸则甲线市电14正常，若乙线主变开关6分闸则乙线市电15故障，若乙线主变开关6合闸则乙线市电15正常。
本实施例中，如图2所示，第一负载19、第二负载21均包括冷冻机负载、一次泵负载、UPS负载、动力电负载，第一分控组件18控制第一负载19的各负载依次合闸，第二分控组件20控制第二负载21的各负载依次合闸时，具体地，将冷冻机负载立即合闸，其余负载柜每隔5秒合闸，例：动力电负载5秒后合闸，UPS负载10秒后合闸，一次泵负载15秒后合闸。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (10)

1.一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统，其特征在于，包括甲线变电站(1)、乙线变电站(2)、柴油发电机组(3)、母线(4)、第一负载(19)、第二负载(21)、总控制器(17)、第一分控组件(18)、第二分控组件(20)、柴发控制组件(16)和开关组件(22)，所述的甲线变电站(1)与甲线市电(14)连接，所述的乙线变电站(2)与乙线市电(15)连接，所述的开关组件(22)与总控制器(17)连接，所述的开关组件(22)包括甲线主变开关(5)、乙线主变开关(6)、甲线柴机进线开关(7)、乙线柴机进线开关(8)、母线联络开关(9)、甲线柴机电源开关(10)、乙线柴机电源开关(11)，
所述的母线联络开关(9)设于母线(4)上，将母线(4)分为甲侧母线(4-1)和乙侧母线(4-2)，
所述的甲线变电站(1)通过甲线主变开关(5)与甲侧母线(4-1)连接，所述的乙线变电站(2)通过乙线主变开关(6)与乙侧母线(4-2)连接，
所述的柴油发电机组(3)的柴发母排(13)的一端依次通过甲线柴机电源开关(10)和甲线柴机进线开关(7)与甲侧母线(4-1)连接，另一端依次通过乙线柴机电源开关(11)和乙线柴机进线开关(8)与乙侧母线(4-2)连接，
所述的柴发控制组件(16)用于控制柴油发电机组(3)的运行，所述的柴发控制组件(16)分别与柴油发电机组(3)和总控制器(17)连接，
所述的第一分控组件(18)用于控制第一负载(19)的运行，所述的第一分控组件(18)分别与第一负载(19)和总控制器(17)连接，
所述的第二分控组件(20)用于控制第二负载(21)的运行，所述的第二分控组件(20)分别与第二负载(21)与总控制器(17)连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统，其特征在于，所述的第一分控组件(18)和第二分控组件(20)均为PLC。
3.根据权利要求1所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统，其特征在于，所述的第一分控组件(18)包括第一分控母线(4)和分别设于第一负载(19)的各负载柜中的甲线时间继电器，所述的甲线时间继电器通过第一分控母线(4)串联后接入总控制器(17)，所述的第二分控组件(20)包括第二分控母线(4)和分别设于第二负载(21)的各负载柜中的乙线时间继电器，所述的乙线时间继电器通过第二分控母线(4)串联后接入总控制器(17)。
4.一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，其特征在于，基于权利要求1-3所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电系统，包括以下步骤：
S1：总控制器(17)实时获取开关组件(22)、柴油发电机组(3)的状态，若甲线市电(14)、乙线市电(15)均正常，进入步骤S2，若甲线市电(14)故障、乙线市电(15)正常，进入步骤S3，若甲线市电(14)正常，乙线市电(15)故障，进入步骤S4，若甲线市电(14)，乙线市电(15)均故障，进入步骤S5；
S2：总控制器(17)控制开关组件(22)，使甲线市电(14)、乙线市电(15)分别为第一负载(19)、第二负载(21)供电；
S3：总控制器(17)控制开关组件(22)使乙线市电(15)为第一负载(19)、第二负载(21)供电；
S4：总控制器(17)控制开关组件(22)使甲线市电(14)为第一负载(19)、第二负载(21)供电；
S5：总控制器(17)控制开关组件(22)使柴油发电机组(3)为第一负载(19)、第二负载(21)供电，并实时获取甲线市电(14)、乙线市电(15)状态，若甲线市电(14)、乙线市电(15)恢复正常，进入步骤S6；
S6：总控制器(17)控制开关组件(22)使甲线市电(14)、乙线市电(15)分别为第一负载(19)、第二负载(21)供电。
5.根据权利要求4所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，其特征在于，所述的S2具体包括：总控制器(17)控制甲线主变开关(5)、乙线主变开关(6)合闸，控制甲线柴机进线开关(7)、乙线柴机进线开关(8)、母线联络开关(9)、甲线柴机电源开关(10)、乙线柴机电源开关(11)分闸。
6.根据权利要求4所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，其特征在于，所述的S3具体包括：总控制器(17)控制母线联络开关(9)、乙线主变开关(6)合闸，控制甲线主变开关(5)、甲线柴机进线开关(7)、乙线柴机进线开关(8)、甲线柴机电源开关(10)、乙线柴机电源开关(11)分闸。
7.根据权利要求4所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，其特征在于，所述的S4具体包括总控制器(17)控制母线联络开关(9)、甲线主变开关(5)合闸，控制乙线主变开关(6)、甲线柴机进线开关(7)、乙线柴机进线开关(8)、甲线柴机电源开关(10)、乙线柴机电源开关(11)分闸。
8.根据权利要求4所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，其特征在于，所述的S5具体包括：
S51：总控制器(17)控制甲线主变开关(5)、乙线主变开关(6)、母线联络开关(9)分闸；
S52：总控制器(17)向柴发控制组件(16)发出启动信号；
S53：柴发控制组件(16)控制柴油发电机组(3)启动，甲线柴机电源开关(10)、乙线柴机电源开关(11)合闸，向总控制器(17)发出就绪信号；
S54：总控制器(17)检测到柴发母排(13)带电后控制甲线柴机进线开关(7)、乙线柴机进线开关(8)合闸，向第一分控组件(18)、第二分控组件(20)发出加载信号；
S55：第一分控组件(18)控制第一负载(19)的各负载依次合闸，第二分控组件(20)控制第二负载(21)的各负载依次合闸，进入步骤S6。
9.根据权利要求4所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，其特征在于，所述的S6具体包括；
S61：总控制器(17)控制甲线柴机进线开关(7)、乙线柴机进线开关(8)、甲线柴机电源开关(10)、乙线柴机电源开关(11)、母线联络开关(9)分闸；
S62：总控制器(17)控制甲线主变开关(5)、乙线主变开关(6)合闸，向第一分控组件(18)、第二分控组件(20)发出加载信号；
S63：第一分控组件(18)控制第一负载(19)的各负载依次合闸，第二分控组件(20)控制第二负载(21)的各负载依次合闸。
10.根据权利要求4所述的一种用于柴油发电机组与两路市电的供电方法，其特征在于，所述的第一负载(19)、第二负载(21)均包括冷冻机负载和多个其他负载，所述的步骤S5、S6中控制为第一负载(19)、第二负载(21)供电时，先控制冷冻机负载合闸，再依次控制多个其他负载合闸。
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