CN208174351U - Plc程控同期切换保安电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种PLC程控同期切换保安电源系统，涉及电路设计技术领域。所述保安电源系统，包括柴油发电机、PLC控制器及与PLC控制器连接的同期装置、保安A段和保安B段，所述同期装置上配置有选线装置；将低压框架式断路器配合柴油发电机作为第Ⅱ、Ⅳ路备用电源，另外通过增加一组低压框架式断路器作为第Ⅰ、Ⅲ路备用电源。使得在保安A段(或B段)母线失电的情况下，通过失电母线电压互感器的测量采样，再由PLC控制器进行判断后发出指令，首先自动切换Ⅰ或Ⅲ路备用电源对失电配电母线恢复供电；若Ⅰ或Ⅲ路备用电源自动切换供电失败时，柴油发电机再启动运行，并自动切换Ⅱ或Ⅳ路备用电源对失电的保安段母线恢复供电。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路设计技术领域，具体涉及一种PLC程控同期切换保安电源系统。
背景技术
在单机容量为200MW以上的火电机组中，为防止发电机组运行中失去厂用电源后，重要辅机停止运行对主要生产设备造成损坏，广泛采用柴油发电机配合ATS双电源自动切换开关作为全厂的事故保安电源，当发生事故保安电源某一段(A段或B段)失去电源时，柴油发电机自动启动，配合ATS双电源自动切换开关的自动切换，对失去电源的保安段A段(或B段)母线恢复供电。在这种保安电源系统接线方式下，由于柴油发电机启动后需要一定的稳定时间，ATS切换过程中会造成失电的保安段母线切换到柴油发电机恢复供电有一定的延时，影响了重要辅机设备供电的可靠性。而且，柴油发电机是一个复杂的机电系统，维修技术要求较高，当发生故障需要进行检修时，检修时间有可能较长，在此期间，将失去备用，造成事故保安电源的可靠性大幅降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种PLC程控同期切换保安电源系统，解决现有系统在切换过程中时间过长导致影响辅机设备可靠性的问题。
为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：PLC程控同期切换保安电源系统，包括柴油发电机组、PLC控制器及与PLC控制器连接的同期装置、保安A段和保安B段，其特征在于：所述同期装置上配置有选线装置，
所述保安A段包括Ⅰ路备用电源和Ⅱ路备用电源，所述Ⅰ路备用电源包括保安A段母线，以及连接配电B段母线和保安A段母线的断路器QF-B21；所述Ⅱ路备用电源包括保安A段母线，以及连接保安A段母线和柴油发电机的断路器QF-A01；
所述保安B段包括Ⅲ路备用电源和Ⅳ路备用电源，所述Ⅲ路备用电源包括保安B段母线，以及连接配电A段母线和保安B段母线的断路器QF-A21；所述Ⅳ路备用电源包括保安B段母线，以及连接保安B段母线和柴油发电机的断路器QF-B01；
所述配电A段母线和配电B段母线之间连接有断路器QF-AB；所述保安A段母线与配电A段母线间连接有进线断路器QF-A11；所述保安B段母线与配电B段母线间连接有进线断路器QF-B11；
所述同期装置和选线装置分别与断路器QF-A11、QF-B21、QF-A01、QF-A21、QF-B01和QF-B11信号连接；
所述配电A段母线上连接有电压互感器TV-A，所述配电B段母线上连接有电压互感器TV-B，所述保安A段母线上连接有电压互感器TV-BAA，所述保安B段母线上连接有电压互感器TV-BAB，所述柴油发电机上连接有电压互感器TV-F；
所述电压互感器TV-A、TV-B、TV-BAA、TV-BAB和TV-F与同期装置信号连接。
更进一步的技术方案是所述保安A段母线与配电A段母线间还连接有断路器QF-A1，保安B段母线与配电B段母线间还连接有断路器QF-B1，配电A段母线和保安B段母线还连接有断路器QF-A2，连接配电B段母线和保安A段母线间还连接有断路器QF-B2。
更进一步的技术方案是所述柴油发电机上设置有电压调节器、调速器，PLC控制器与电压调节器、调速器信号连接。
工作原理：在保留柴油发电机不变的基础上，拆除原ATS双电源自动切换开关，保安段A段的工作电源取自配电A段母线，保安段B段的工作电源取自配电B段，保安段A段的备用电源分两路，Ⅰ路备用电源取自配电B段母线，由进线断路器QF-B21连接，Ⅱ路备用电源由柴油发电机和断路器QF-A01组成；保安段B段的备用电源分两路，Ⅲ路备用电源取自配电A段母线，由进线断路器QF-A21连接，Ⅳ路备用电源由柴油发电机和断路器QF-B01组成；控制部份由一套配有选线装置的同期装置、PLC控制器构成；
其中，选线装置的主要功能是根据需要操作合闸的断路器同期点要求，对同期电压进行正确选择，供给同期装置检测判断。同期装置的主要功能对选线装置送来的同期电压进行电压差、频率差、相位差进行判断，当不满足同期并购条件时，对同期合闸回路发出闭锁指令，同时向柴油发电机控制器发出调整指令，直至满足同期并网条件后，再向需同期并网的断路器发出合闸指令，实现无冲击并网。
在保安A段(或B段)母线失电的情况下，通过失电母线电压互感器的测量采样，再由PLC控制器进行逻辑判断后发出指令，首先自动切换Ⅰ(或Ⅲ)路备用电源对失电保安A段(或B段)母线恢复供电；同时柴油发电机进入启动预备，若Ⅰ(或Ⅲ)路备用电源自动切换供电成功，解除柴油发电机启动预备；若Ⅰ(或Ⅲ)路备用电源自动切换供电失败时，柴油发电机启动运行，并自动切换Ⅱ(或Ⅳ)路备用电源对失电的保安段母线恢复供电。
当柴油发电机组需进行检修保养时，可直接将柴油发电机停电退出，再将保安A段Ⅱ路备用电源断路器QF-A01、保安B段Ⅳ路备用电源断路器QF-B01停电退出，此方式下保安A段(或B段)还保留有一路备用电源，不影响特殊情况下保安A段(或B段)母线的供电可靠性。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：这种配有双路备用电源并采用柴油发电机PLC控制和同期检测判断的保安电源系统，具有自动、快速、准确的特点，不仅让保安段母线的备用电源更为可靠，而且由于带有选线装置的同期装置和PLC控制器的加入，PLC控制器能根据同期装置给出的调节指令对柴油发电机组进行同期量调节。可使保安A段(或B段)母线的供电电源能在各种运行方式进行快速相互切换，失电时备用电源自动投入的时间大幅减小，备用电源的可靠性更高，保安段母线的运行方式更为灵活。避免了ATS双接头自动切换开关在切换过程中短时失电导致重要辅机设备误跳闸的问题。
附图说明
图1为本实用新型的保安电源系统接线图。
图2是本实用新型的保安电源系统原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1、2所示，PLC程控同期切换保安电源系统，包括柴油发电机、PLC控制器及与PLC控制器连接的同期装置、保安A段和保安B段配电设备，其特征在于：所述同期装置上配置有选线装置，
所述保安A段包括Ⅰ路备用电源和Ⅱ路备用电源，所述Ⅰ路备用电源包括保安A段母线，以及连接配电B段母线和保安A段母线的断路器QF-B21；所述Ⅱ路备用电源包括保安A段母线，以及连接保安A段母线和柴油发电机的断路器QF-A01；
所述保安B段包括Ⅲ路备用电源和Ⅳ路备用电源，所述Ⅲ路备用电源包括保安B段母线，以及连接配电A段母线和保安B段母线的断路器QF-A21；所述Ⅳ路备用电源包括保安B段母线，以及连接保安B段母线和柴油发电机的断路器QF-B01；
所述配电A段母线和配电B段母线之间连接有断路器QF-AB；所述保安A段母线与配电A段母线间连接有断路器QF-A11；所述保安B段母线与配电B段母线间连接有断路器QF-B11；
所述同期装置和选线装置分别与断路器QF-A11、QF-B21、QF-A01、QF-A21、QF-B01和QF-B11信号连接；
所述配电A段母线上连接有电压互感器TV-A，所述配电B段母线上连接有电压互感器TV-B，所述保安A段母线上连接有电压互感器TV-BAA，所述保安B段母线上连接有电压互感器TV-BAB，所述柴油发电机上连接有电压互感器TV-F；
所述电压互感器TV-A、TV-B、TV-BAA、TV-BAB和TV-F与同期装置信号连接。
TV-BAA作为保安A段失电时的电压采样元件，当检测到保安A段母线失电时向PLC控制器发出失电信号，由PLC控制器向第Ⅰ路备用电源断路器QF-B21发出合闸指令，同时向柴油发电机发出准备启动指令，若第Ⅰ路备用电源供电成功，解除柴油发电机启动指令。当第Ⅰ路备用电源供电失败，柴油发电机自动启动并合上第Ⅱ路备用电源进线断路器QF-A01对保安A段母线进行供电。
当保安A段工作电源恢复正常，需要从备用电源Ⅰ路(或Ⅱ路)供电切换回工作电源供电时，用选线装置对同期点进行选择，再用同期装置将工作电源与备用电源Ⅰ路(或Ⅱ路)进行同期并列合环，然后再停用备用电源Ⅰ路(或Ⅱ路)，对保安A段母线供电电源实现无间断切换操作。
同样地，TV-BAB作为保安B段失电时的电压采样元件，当检测到保安B段母线失电时向PLC控制器发出失电信号，由PLC控制器向第Ⅲ路备用电源断路器QF-A21发出合闸指令，同时向柴油发电机发出准备启动指令，若第Ⅲ路备用电源供电成功，解除柴油发电机启动指令。当第Ⅲ路备用电源供电失败，柴油发电机自动启动并合上第Ⅳ路备用电源进线断路器QF-B01对保安B段母线进行供电。
当保安B段工作电源恢复正常，需要从备用电源Ⅲ路(或Ⅳ路)供电切换回工作电源供电时，用选线装置对同期点进行选择，再用同期装置将工作电源与备用电源Ⅲ路(或Ⅳ路)进行同期并列合环，然后再停用备用电源Ⅲ路(或Ⅳ路)，对保安B段母线供电电源实现无间断切换操作。
当柴油发电机需进行检修保养时，可直接将柴油发电机停电退出，再将保安A段Ⅱ路备用电源断路器QF-A01、保安B段Ⅳ路备用电源断路器QF-B01停电退出，此方式下保安A段(或B段)还保留有一路备用电源，提高了特殊情况下保安A段(或B段)母线的供电可靠性。
其中，选线装置的主要功能是根据需要操作合闸的断路器同期点要求，对同期电压进行正确选择，供给同期装置检测判断。同期装置的主要功能对选线装置送来的同期电压进行电压差、频率差、相位差进行判断，当不满足同期并购条件时，对同期合闸回路发出闭锁指令，同时向柴油发电机控制器发出调整指令，直至满足同期并网条件后，再向需同期并网的断路器发出合闸指令，实现无冲击并网。
这种配有双路备用电源并采用柴油发电机PLC控制和同期检测判断的保安电源系统，具有自动、快速、准确的特点，不仅让保安段母线的备用电源更为可靠，而且由于带有选线装置的同期装置和PLC控制器的加入，可使保安A段(或B段)母线的供电电源能在各种运行方式进行快速相互切换，失电时备用电源自动投入的时间大幅减小，备用电源的可靠性更高，保安段母线的运行方式更为灵活。避免了ATS双接头自动切换开关在切换过程中短时失电导致重要辅机设备误跳闸的问题，
实施例2
为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述保安A段母线与配电A段母线间还连接有断路器QF-A1，保安B段母线与配电B段母线间还连接有断路器QF-B1，配电A段母线和保安B段母线还连接有断路器QF-A2，连接配电B段母线和保安A段母线间还连接有断路器QF-B2。
断路器QF-A1的作用主要：是当保安A段工作电源馈线电缆发生故障时，通过与继电保护装置的配合，快速切断短路电流，起到保护的作用，同时联跳QF-A11断路器，并发出保安A段备用电源Ⅰ自投指令和备用电源Ⅲ柴油发电机准备启动指令。
断路器QF-B1的作用主要：是当保安B段工作电源馈线电缆发生故障时，通过与继电保护装置的配合，快速切断短路电流，起到保护的作用，同时联跳QF-B11断路器，并发出保安B段备用电源Ⅱ自投指令和备用电源Ⅳ柴油发电机准备启动指令。
断路器QF-B2的作用主要：是当保安A段备用Ⅰ路电源馈线电缆发生故障时，通过与继电保护装置的配合，快速切断短路电流，起到保护的作用，同时联跳QF-B21断路器，并发出柴油发电机启动指令和保安A段备用Ⅲ路电源合闸指令。
断路器QF-A2的作用主要：是当保安B段备用Ⅱ路电源馈线电缆发生故障时，通过与继电保护装置的配合，快速切断短路电流，起到保护的作用，同时联跳QF-A21断路器，并发出柴油发电机启动指令和保安B段备用Ⅳ路电源合闸指令。
实施例3
为进一步优化实施例1中的技术方案，本实施例中所述柴油发电机上设置有电压调节器、调速器，PLC控制器与电压调节器、调速器信号连接。PLC控制器接受同期装置发来的调整指令，根据调整指令通过电压调压器和调速器对柴油发电机进行电压差、频率差和相位差的闭环调节，直至柴油发电机满足同期并网的条件。
尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
Claims (3)
1.PLC程控同期切换保安电源系统，包括柴油发电机、PLC控制器及与PLC控制器连接的同期装置、保安A段和保安B段，其特征在于：所述同期装置上配置有选线装置，
所述保安A段包括Ⅰ路备用电源和Ⅱ路备用电源，所述Ⅰ路备用电源包括保安A段母线，以及连接配电B段母线和保安A段母线的断路器QF-B21；所述Ⅱ路备用电源包括保安A段母线，以及连接保安A段母线和柴油发电机的断路器QF-A01；
所述保安B段包括Ⅲ路备用电源和Ⅳ路备用电源，所述Ⅲ路备用电源包括保安B段母线，以及连接配电A段母线和保安B段母线的断路器QF-A21；所述Ⅳ路备用电源包括保安B段母线，以及连接保安B段母线和柴油发电机的断路器QF-B01；
所述配电A段母线和配电B段母线之间连接有断路器QF-AB；所述保安A段母线与配电A段母线间连接有断路器QF-A11；所述保安B段母线与配电B段母线间连接有断路器QF-B11；
所述同期装置和选线装置分别与断路器QF-A11、QF-B21、QF-A01、QF-A21、QF-B01和QF-B11信号连接；
所述配电A段母线上连接有电压互感器TV-A，所述配电B段母线上连接有电压互感器TV-B，所述保安A段母线上连接有电压互感器TV-BAA，所述保安B段母线上连接有电压互感器TV-BAB，所述柴油发电机上连接有电压互感器TV-F；
所述电压互感器TV-A、TV-B、TV-BAA、TV-BAB和TV-F与同期装置信号连接。
2.根据权利要求1所述的PLC程控同期切换保安电源系统，其特征在于：所述保安A段母线与配电A段母线间还连接有断路器QF-A1，保安B段母线与配电B段母线间还连接有断路器QF-B1，配电A段母线和保安B段母线还连接有断路器QF-A2，连接配电B段母线和保安A段母线间还连接有断路器QF-B2。
3.根据权利要求1所述的PLC程控同期切换保安电源系统，其特征在于：所述柴油发电机上设置有电压调节器、调速器，PLC控制器与电压调节器、调速器信号连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110460047A (zh) * | 2019-08-15 | 2019-11-15 | 中广核研究院有限公司 | 一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法及系统 |
| CN113783292A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-12-10 | 泰州锋陵特种电站装备有限公司 | 一种并联控制器实现多路并联切换的方法 |
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