CN117937718A - 一种避免机组非停的电源切换装置及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气工程改造技术领域，尤其是一种避免机组非停的电源切换装置及监测方法，包括电源监测单元，用于监测主电源的电压、频率、相序和相位差；控制单元，根据预设的交互规则判断主电源状态并制定切换策略；切换执行单元；连接电路，使电源切换装置更加智能化和稳定可靠，支持远程监控和管理，提高用户体验和便捷性，引入智能算法、远程控制和故障诊断功能，使设备能够自动优化切换策略、远程监测和诊断故障，降低人为操作的需求，减少停机时间和损失，同时，通过记录电源状态持续时间和多级故障诊断功能，可以更准确地监测电源状态，及时发现故障并采取相应的补救措施，提高电源切换操作的可靠性和稳定性，避免发生机组非停的情况。

Description

一种避免机组非停的电源切换装置及监测方法

技术领域

本发明涉及电气工程改造技术领域，特别是一种避免机组非停的电源切换装置及监测方法。

背景技术

在传统的电源切换装置中，当主电源出现故障时，需要手动或者通过一些基本的自动切换装置来切换到备用电源。这种切换过程可能需要停机操作，导致机组非停问题，特别是对于一些需要持续供电的关键设备来说，这可能会带来严重的影响。

为了解决这一问题，现有技术中通常会使用一些监测装置来实时监测主电源状态，并且设计一些智能的切换策略来避免机组非停。

发明内容

鉴于上述或现有技术中存在当主电源出现故障时，需要手动或者通过一些基本的自动切换装置来切换到备用电源，这种切换过程可能需要停机操作，导致机组非停的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是提供一种电源切换装置。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，电源监测单元，用于监测主电源的电压、频率、相序和相位差；控制单元，根据预设的交互规则判断主电源状态并制定切换策略；切换执行单元，根据制定的切换策略执行实际的电源切换操作；连接电路，用于连接主电源和备用电源。

作为本发明电源切换装置的一种优选方案，其中：所述电源监测单元进一步包括电压监测模块、频率监测模块、相序监测模块和相位差监测模块，用于分别监测主电源的电压、频率、相序和相位差。

作为本发明电源切换装置的一种优选方案，其中：所述控制单元包括交互规则设置模块，用于设置预设的交互规则，以及判断逻辑模块，根据预设的交互规则判断主电源状态并制定切换策略；所述控制单元进一步包括智能决策模块，该模块利用机器学习算法、神经网络或其他智能算法，分析主电源状态数据和历史切换记录，以实时优化切换策略并预测潜在的电源切换需求，所述智能决策模块能够自适应环境变化和负载需求，以提高电源切换的效率和准确性。

作为本发明电源切换装置的一种优选方案，其中：所述切换执行单元包括切换操作控制模块，用于根据制定的切换策略执行实际的电源切换操作，并且能够包括动作执行确认模块，用于确认切换操作的执行状态。

作为本发明电源切换装置的一种优选方案，其中：所述连接电路包括主电源连接部和备用电源连接部，用于连接主电源和备用电源，并且包括隔离开关，用于在切换过程中隔离主电源和备用电源；所述连接电路进一步包括智能隔离开关，所述隔离开关配备有故障诊断功能和远程控制功能，能够实时监测主电源和备用电源的状态，并根据实时数据自主进行切换操作，同时能够通过远程通信接收外部指令实现远程控制；此外，智能隔离开关还能够记录和传输电源切换事件及异常情况，能够支持远程监测和故障诊断，进而提高电源切换的可靠性和安全性。

作为本发明电源切换装置的一种优选方案，其中：所述备用电源连接部能够包括多种备用电源连接接口，以适配不同类型的备用电源。

为解决上述技术问题，本发明还提供如下技术方案：一种避免机组非停的监测方法，包括电源切换装置，以及，包括上述的电源切换装置，还包括以下步骤：步骤一：获取主电源的电压信号；步骤二：对电压信号进行采样和数字化处理，以获取实时电压数值；步骤三：设定电压下限阈值和持续时间阈值；步骤四：判断实时电压数值是否低于设定的电压下限阈值；步骤五：若实时电压数值低于电压下限阈值，则启动计时器并持续监测电压数值；步骤六：若持续监测时间超过设定的持续时间阈值，则判定主电源的电压状态异常。

作为本发明避免机组非停的监测方法的一种优选方案，其中：其中，步骤一中的获取主电源的电压信号包括通过传感器实时采集主电源的电压信号；所述计时器进一步包括电源状态持续时间记录功能，用于记录主电源和备用电源的切换持续时间，并将记录的持续时间数据传输至远程监控系统以支持电源状态的远程监测和故障诊断；所述记录功能还能够生成电源状态持续时间报告，能够直观体现电源切换情况和系统稳定性。

作为本发明避免机组非停的监测方法的一种优选方案，其中：其中步骤六中的判定主电源的电压状态异常后，进一步包括发送信号至控制单元，能够启动电源切换操作；所述判定模块进一步包括多级故障诊断功能，其能够根据主电源和备用电源的电压、频率等多种参数进行故障诊断，识别多种故障类型，并生成故障诊断报告；此外，所述判定模块还能够根据故障诊断结果自动采取相应的补救措施，并向操作人员发出警报或提示，以保障电源系统安全可靠运行。

作为本发明避免机组非停的监测方法的一种优选方案，其中：还包括，一种电源状态监测装置，包括电压传感器、采样模块、数字处理模块、计时器和判定模块，其中：电压传感器用于实时采集主电源的电压信号；采样模块用于对电压信号进行采样和数字化处理，以获取实时电压数值；判定模块用于判断实时电压数值是否低于设定的电压下限阈值，并在持续时间超过设定的持续时间阈值时判定主电源的电压状态异常。

本发明的避免机组非停的监测方法的有益效果：使电源切换装置更加智能化和稳定可靠，支持远程监控和管理，提高用户体验和便捷性，引入智能算法、远程控制和故障诊断功能，使设备能够自动优化切换策略、远程监测和诊断故障，降低人为操作的需求，减少停机时间和损失，同时，通过记录电源状态持续时间和多级故障诊断功能，可以更准确地监测电源状态，及时发现故障并采取相应的补救措施，提高电源切换操作的可靠性和稳定性，避免发生机组非停的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为电厂2019年6月份6号机组的线路接线示意图。

图2为电厂以分段接线冗余配置的原则改造后的线路接线示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1，参照图1至图2，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种电源切换装置，其包括电源监测单元，用于监测主电源的电压、频率、相序和相位差；控制单元，根据预设的交互规则判断主电源状态并制定切换策略；切换执行单元，根据制定的切换策略执行实际的电源切换操作；连接电路，用于连接主电源和备用电源。

具体的，电源监测单元进一步包括电压监测模块、频率监测模块、相序监测模块和相位差监测模块，用于分别监测主电源的电压、频率、相序和相位差。

进一步的，控制单元包括交互规则设置模块，用于设置预设的交互规则，以及判断逻辑模块，根据预设的交互规则判断主电源状态并制定切换策略；控制单元进一步包括智能决策模块，该模块利用机器学习算法、神经网络或其他智能算法，分析主电源状态数据和历史切换记录，以实时优化切换策略并预测潜在的电源切换需求，智能决策模块能够自适应环境变化和负载需求，以提高电源切换的效率和准确性。

其中，切换执行单元包括切换操作控制模块，用于根据制定的切换策略执行实际的电源切换操作，并且能够包括动作执行确认模块，用于确认切换操作的执行状态。

较佳的，连接电路包括主电源连接部和备用电源连接部，用于连接主电源和备用电源，并且包括隔离开关，用于在切换过程中隔离主电源和备用电源；连接电路进一步包括智能隔离开关，隔离开关配备有故障诊断功能和远程控制功能，能够实时监测主电源和备用电源的状态，并根据实时数据自主进行切换操作，同时能够通过远程通信接收外部指令实现远程控制；此外，智能隔离开关还能够记录和传输电源切换事件及异常情况，能够支持远程监测和故障诊断，进而提高电源切换的可靠性和安全性。

应说明的是，备用电源连接部能够包括多种备用电源连接接口，以适配不同类型的备用电源，这样可以确保备用电源连接部能够适用于各种不同类型的备用电源，使得电源切换装置可以灵活应对不同的备用电源接入需求。

在使用时，当电源切换装置处于工作状态时，电源监测单元起着关键作用。电压监测模块负责监测主电源的电压水平，以确保其在合适的范围内。频率监测模块则负责监测主电源的频率，以确保其符合系统要求。此外，相序监测模块会监测主电源的相序，而相位差监测模块则负责监测不同相位电压之间的相位差。这些监测模块能够以高精度和实时性监测主电源的各项参数，一旦检测到异常，将会触发控制单元进行相应处理；控制单元包括交互规则设置模块、判断逻辑模块和智能决策模块。交互规则设置模块允许用户根据特定的需求设置预设的交互规则，以便根据特定情景制定切换策略。判断逻辑模块则根据这些规则来判断主电源的状态，并结合预设的规则制定相应的切换策略。智能决策模块则运用机器学习算法、神经网络或其他智能算法，对主电源状态数据和历史切换记录进行分析，以实时优化切换策略并预测可能的切换需求。这种智能决策能力使得电源切换装置能够快速且准确地响应不同的电源变化情况，从而提高了系统的可靠性和稳定性；切换执行单元包括切换操作控制模块和可能的动作执行确认模块。切换操作控制模块根据制定的切换策略执行实际的电源切换操作，确保在主电源发生故障或异常时能够快速切换到备用电源。动作执行确认模块则用于确认切换操作的执行状态，确保切换操作的准确性和可靠性；连接电路包括主电源连接部和备用电源连接部，以及隔离开关和智能隔离开关，主电源连接部和备用电源连接部用于连接主电源和备用电源，而隔离开关用于在切换过程中隔离主电源和备用电源。智能隔离开关具备故障诊断功能和远程控制功能，能够实时监测主电源和备用电源的状态，并根据实时数据自主进行切换操作。它还能够通过远程通信接收外部指令实现远程控制，记录和传输电源切换事件及异常情况，以支持远程监测和故障诊断，提高电源切换的可靠性和安全性，通过这种智能连接电路，电源切换装置能够确保在任何情况下都能够及时、准确地切换到备用电源，备用电源连接部包括多种备用电源连接接口，以适配不同类型的备用电源。这种设计保证了备用电源连接部能够适用于各种不同类型的备用电源，使得电源切换装置可以灵活应对不同的备用电源接入需求。

实施例2，参照图1～2，为本发明第二个实施例，其包括上的电源切换装置，还包括以下步骤：步骤一：获取主电源的电压信号；步骤二：对电压信号进行采样和数字化处理，以获取实时电压数值；步骤三：设定电压下限阈值和持续时间阈值；步骤四：判断实时电压数值是否低于设定的电压下限阈值；步骤五：若实时电压数值低于电压下限阈值，则启动计时器并持续监测电压数值；步骤六：若持续监测时间超过设定的持续时间阈值，则判定主电源的电压状态异常。

具体的，其中，步骤一中的获取主电源的电压信号包括通过传感器实时采集主电源的电压信号；计时器进一步包括电源状态持续时间记录功能，用于记录主电源和备用电源的切换持续时间，并将记录的持续时间数据传输至远程监控系统以支持电源状态的远程监测和故障诊断；记录功能还能够生成电源状态持续时间报告，能够直观体现电源切换情况和系统稳定性。

进一步的，其中步骤六中的判定主电源的电压状态异常后，进一步包括发送信号至控制单元，能够启动电源切换操作；判定模块进一步包括多级故障诊断功能，其能够根据主电源和备用电源的电压、频率等多种参数进行故障诊断，识别多种故障类型，并生成故障诊断报告；此外，判定模块还能够根据故障诊断结果自动采取相应的补救措施，并向操作人员发出警报或提示，以保障电源系统安全可靠运行。

更进一步的，还包括，一种电源状态监测装置，包括电压传感器、采样模块、数字处理模块、计时器和判定模块，其中：电压传感器用于实时采集主电源的电压信号；采样模块用于对电压信号进行采样和数字化处理，以获取实时电压数值；判定模块用于判断实时电压数值是否低于设定的电压下限阈值，并在持续时间超过设定的持续时间阈值时判定主电源的电压状态异常。

其余结构均与实施例1相同。

在使用时，首先，通过传感器实时采集主电源的电压信号，经过采样和数字化处理得到实时电压数值。随后，设定电压下限阈值和持续时间阈值，判断实时电压数值是否低于设定的电压下限阈值，并启动计时器持续监测电压数值。当持续监测时间超过设定的持续时间阈值时，判定主电源的电压状态异常，并发送信号至控制单元启动电源切换操作。同时，计时器还记录主电源和备用电源的切换持续时间，并将记录的持续时间数据传输至远程监控系统以支持电源状态的远程监测和故障诊断。判定模块还包括多级故障诊断功能，根据主电源和备用电源的各项参数进行故障诊断，识别多种故障类型，并生成相应的故障诊断报告。这些步骤和装置使得电源切换装置能够实现对主电源状态的实时监测和智能判断，确保在主电源异常时能够及时准确地切换到备用电源，从而保障系统的稳定供电，当主电源的电压出现异常，比如低于预设的下限阈值并持续时间超过设定的阈值时，判定模块将触发控制单元执行电源切换操作，将系统从主电源无缝切换到备用电源，以确保系统持续供电。同时，计时器会记录电源切换的持续时间，并将这些数据传输至远程监控系统进行记录和分析，以便后续故障诊断和系统性能的优化。此外，判定模块还包括多级故障诊断功能，能够根据主电源和备用电源的各项参数进行故障诊断，以识别多种可能的故障类型，并生成相应的故障诊断报告。这些功能和步骤共同确保了电源切换装置的高可靠性和智能化，为系统的稳定运行提供了可靠的保障。

实施例3，参照图1～2，为本发明第三个实施例，与上个实施例不同的是，该实施例为2019年6月份，我厂6号机组执行定期工作启动B磨润滑油站B油泵，此时两泵同时运行，B油泵运行中堵转，造成两泵上级电源跳闸，润滑油失去，B磨煤机跳闸，由于给水量突变造成机组非停，此时电路接线图如图一所示，容易造成机组非停，经改造后将本发明的电源状态监测装置及方法运用于实际，并同时将原电路接线图进行改造，改造过程按照重要设备分段接线冗余配置的原则进行改造，避免同一开关带同一功能设备，改造完成后线路图如图2所示。

其余结构均与实施例2相同。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征)。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电源切换装置，其特征在于：包括，

电源监测单元，用于监测主电源的电压、频率、相序和相位差；

控制单元，根据预设的交互规则判断主电源状态并制定切换策略；

切换执行单元，根据制定的切换策略执行实际的电源切换操作；

连接电路，用于连接主电源和备用电源。

2.如权利要求1所述的电源切换装置，其特征在于：所述电源监测单元进一步包括电压监测模块、频率监测模块、相序监测模块和相位差监测模块，用于分别监测主电源的电压、频率、相序和相位差。

3.如权利要求1或2所述的电源切换装置，其特征在于：所述控制单元包括交互规则设置模块，用于设置预设的交互规则，以及判断逻辑模块，根据预设的交互规则判断主电源状态并制定切换策略；

所述控制单元进一步包括智能决策模块，该模块利用机器学习算法、神经网络或其他智能算法，分析主电源状态数据和历史切换记录，以实时优化切换策略并预测潜在的电源切换需求，所述智能决策模块能够自适应环境变化和负载需求，以提高电源切换的效率和准确性。

4.如权利要求3所述的电源切换装置，其特征在于：所述切换执行单元包括切换操作控制模块，用于根据制定的切换策略执行实际的电源切换操作，并且能够包括动作执行确认模块，用于确认切换操作的执行状态。

5.如权利要求4所述的电源切换装置，其特征在于：所述连接电路包括主电源连接部和备用电源连接部，用于连接主电源和备用电源，并且包括隔离开关，用于在切换过程中隔离主电源和备用电源；

所述连接电路进一步包括智能隔离开关，所述隔离开关配备有故障诊断功能和远程控制功能，能够实时监测主电源和备用电源的状态，并根据实时数据自主进行切换操作，同时能够通过远程通信接收外部指令实现远程控制；

此外，智能隔离开关还能够记录和传输电源切换事件及异常情况，能够支持远程监测和故障诊断，进而提高电源切换的可靠性和安全性。

6.如权利要求5所述的电源切换装置，其特征在于：所述备用电源连接部能够包括多种备用电源连接接口，以适配不同类型的备用电源。

7.一种避免机组非停的监测方法，其特征在于：包括权利要求1～6任一所述的电源切换装置，还包括以下步骤：

步骤一：获取主电源的电压信号；

步骤二：对电压信号进行采样和数字化处理，以获取实时电压数值；

步骤三：设定电压下限阈值和持续时间阈值；

步骤四：判断实时电压数值是否低于设定的电压下限阈值；

步骤五：若实时电压数值低于电压下限阈值，则启动计时器并持续监测电压数值；

步骤六：若持续监测时间超过设定的持续时间阈值，则判定主电源的电压状态异常。

8.如权利要求7所述的电源切换装置，其特征在于：其中，步骤一中的获取主电源的电压信号包括通过传感器实时采集主电源的电压信号；

所述计时器进一步包括电源状态持续时间记录功能，用于记录主电源和备用电源的切换持续时间，并将记录的持续时间数据传输至远程监控系统以支持电源状态的远程监测和故障诊断；

所述记录功能还能够生成电源状态持续时间报告，能够直观体现电源切换情况和系统稳定性。

9.如权利要求8所述的避免机组非停的监测方法，其特征在于：其中步骤六中的判定主电源的电压状态异常后，进一步包括发送信号至控制单元，能够启动电源切换操作；

所述判定模块进一步包括多级故障诊断功能，其能够根据主电源和备用电源的电压、频率等多种参数进行故障诊断，识别多种故障类型，并生成故障诊断报告；

此外，所述判定模块还能够根据故障诊断结果自动采取相应的补救措施，并向操作人员发出警报或提示，以保障电源系统安全可靠运行。

10.如权利要求8或9所述的避免机组非停的监测方法，其特征在于：还包括，一种电源状态监测装置，包括电压传感器、采样模块、数字处理模块、计时器和判定模块，其中：

电压传感器用于实时采集主电源的电压信号；

采样模块用于对电压信号进行采样和数字化处理，以获取实时电压数值；

判定模块用于判断实时电压数值是否低于设定的电压下限阈值，并在持续时间超过设定的持续时间阈值时判定主电源的电压状态异常。