本发明专利技术涉及用于石化企业电力系统的快速切换方法和装置，所述方法包括：1）信号采集；2）信号转换；3）根据采集或转换的数字信号和预设的启动条件判断是否发出跳进线开关命令；4）进线开关跳开后，根据预设的切换条件判断是否发出切换命令；5）收到所述跳进线开关命令后，执行跳开所述进线开关的操作；收到所述切换命令后，执行合备用电源操作。本发明专利技术的快速切换方法和装置可以敏锐的察觉工作电源的故障状况，迅速切除，并判断出投入备用电源的最佳时机进行切换到备用电源的操作，实验证明，本发明专利技术不但可以避免由于系统电源波动造成的停产、减产等问题，而且切换过程中石化企业中的发电机、大型同步机等大型电气设备均能实现平稳过渡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及用于石化企业IlOkV电力系统的快速切换方法和装置。
技术介绍
图1为某300MW机组服V母线残压特性示意图，Vd为母线残压，弧线ABCD表示母 线残压相量变化轨迹，A U为备用电源电压与母线残压间的差压。 为了分析的方便，我们取一个电源系统与单台电动机为例，将备用电源系统和电 动机等值电路按暂态分析模型作充分简化，忽略绕组电阻、励磁阻抗等，W等值电势Vs和等 值电抗Xs代表备用电源系统，W等值电势VM和等值电抗XM来表示电动机，如图2所示。 由于单台电动机在断电后定子电路开路，因此其电势Vm就等于机端电压，在备用 电源合上前，Vm= V D。备用电源合上后，电动机绕组承受的电压Um为： Um=Xm/狂s+Xm) X (Vs-Vm) 因Vm=VD，则 (Vs_ VM)= (Vs_ VD)= A U 所 W，Um=Xm/ 狂s+Xm) XAU (I) 阳00引令 K =Xm/^〇(s+Xm)，则 Um=K AU似 为保证电动机安全，Um应小于电动机的允许起动电压，设为1. 1倍额定电压Ud。，则 有： W11] KAlKLlUne 做 阳 01引 AU(%)<1. 1/K (4) 阳 01引 设Xs:XM=l:2，K = 0.67，则AU(%)<1.64。图l中，WA为圆屯、，Wl.64为 半径绘出弧线A' 一A"，则A' 一A"的右侧为备用电源允许合闽的安全区域，左侧则为不安 全区域。若取K = 0. 95,则AU(% ) < 1. 15,图1中B' 一 B"的左侧均为不安全区域，理论 上K = O~1，可见K值越大，安全区越小。 假定正常运行时工作电源与备用电源同相，其电压相量端点为A，则母线失电后残 压相量端点将沿残压曲线由A向B方向移动，如能在A - B段内合上备用电源，则既能保证 电动机安全，又不使电动机转速下降太多，运就是快速切换，是最理想的切换方式。 过B点后BC段为不安全区域，不允许切换。 在C点后至CD段实现的切换W前通常称为延时切换或短延时切换。 在C-D段捕捉母线残压与备用电源电压第一次相位重合点实现合闽，运就是同期 捕捉切换，相对于上述延时切换或短延时切换，同期捕捉切换合闽时，由于备用电源电压与 母线残压两电压同相，备用电源合上时冲击电流较小，也基本不会对设备及系统造成危害。 上述快速切换、同期捕捉切换都是在母线频率和角度变化、幅值基本不变的情况 下作出的切换。 当母线电压衰减到20%- 40%额定电压后实现的切换通常称为残压切换。残压 切换虽能保证电动机安全，但由于停电时间过长，电动机自起动成功与否、自起动时间等都 将受到较大限制。 还有一种切换方式为长延时切换，长延时切换是母线电压衰减到接近于零时所采 取的切换方式。长延时切换是在备用电源的容量不足W承担全部负载甚至不足W承担通过 残压切换过去的负载的自起动时迫不得已的选择。 上述残压切换、长延时切换的方式会引起石化企业大面积的减产、停产事故，给公 司的经济效益造成巨大的损失，甚至可能引发次生的火灾爆炸事故。 现有石化企业普遍采取备自投方式完成工作电源与备用电源之间的切换，传统的 备自投方式是在外线路因雷击等故障跳闽后，通过检测线路上残压的方式，将备用电源投 入。如图3所示，图3为石化企业电力系统一次回路简图，母线I由进线1供电，母线II由 进线2供电，两母线I、II之间通过母联开关抓L相连，Ml~M4为负载线路，正常情况下， 进线开关1化、孤L处于闭合状态，母联开关3DL处于断开状态。若母线I的供电线路进线1 因雷击等故障跳开即进线开关1化跳开，可通过检测母线I上的残压投入作为备用电源的 母线II，即合上母联开关3DL。当然，运里选择的是一条正常运行的母线即母线II作为备用 电源，在实际中，企业也可根据具体情况选择其它形式的备用电源，如一台已经启动的备用 变压器等。 现有石化企业备自投普遍采用延时切换或短延时切换。现有石化企业采用的备自 投方式，备用电源合上时冲击电流较大，对设备及系统危害性较大，会引起大面积的减产、 停产事故，给公司经济效益造成巨大的损失，甚至可能引发次生的火灾爆炸事故。 快速切换装置可W实现在极短时间内不停电完成负荷转移，是一种比较理想的负 荷转移切换装置，但现有的快速切换装置只适用于一般的厂用电备用电源的快速切换，无 法适用于石化企业。运是因为，石化企业的电力系统内部含有发电机、同步电动机等大型 电气设备，与一般的厂用电气设备的类别有较大的差别，如一般厂用的电动机为异步电动 机。一般的厂用电气设备在工作电源跳闽后，形成的是一个无源网络，而石化企业在工作电 源如图3中的进线1跳闽后，由于母线I上连接有发电机等设备，它们形成的是一个有源网 络，如果石化企业的电力系统单纯的套用一般厂用电备用电源的快速切换装置，切换时是 不能保证上述发电机、同步电动机等大型电气设备的安全的。另外，石化系统内部含有很多 大容量的风机、压缩机等设备，运些设备都为转动惯量较大的负载，失压母线即故障母线残 压衰减的速度与一般厂用电的失压母线残压衰减速度存在较大的差异，运些差异也必然决 定了石化企业用电备用电源的快速切换装置不能简单的套用目前仅用于一般工厂的快速 切换装置。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是提供一种能使石化企业电力系统在其工作电源与备用电源 之间进行平稳切换的快速切换方法及其装置。 本专利技术通过如下技术方案实现其专利技术目的：一种用于石化企业电力系统的快速切 换方法，包括如下步骤： 1)信号采集：采集用于作为工作电源的进线线路上的电压、电流、进线开关和进 线保护装置的状态信号及备用电源的电压信号；[002引 2)信号转换：将步骤1)中采集的模拟信号转换成数字信号； 3)根据采集或转换的数字信号和预设的启动条件判断是否发出跳进线开关命 令； 所述启动条件包括： 失压启动条件：所述进线线路=相进线的电压均小于电压整定值化d且持续时间 均大于时间整定值Tzd; 误跳启动条件：所述进线线路=相进线任意一相的电流小于设定的误跳电流Iwt 且所述进线开关跳开； 保护启动的条件：所述进线保护装置启动； 满足除误跳启动条件外的任一启动条件，则发出跳进线开关命令，并启动切换程 序，满足误跳启动条件则直接启动切换程序，满足误跳启动条件说明进线开关已经跳开，所 W无需再次跳开进线开关； 4)进线开关跳开后，根据预设的切换条件判断是否发出切换命令； 5)收到所述跳进线开关命令后，执行跳开所述进线开关的操作；收到所述切换命 令后，执行合备用电源操作； 其特征在于， 所述步骤1)还包括采集所述进线线路上的功率、频率信号、与所述进线线路相连 的故障母线的电压信号； 阳039] 所述启动条件还包括： 逆功率启动条件：所述进线线路的=相进线中任意一相进线的功率反向且该相频 率的变化量〉整定频率A fzd; 无流启动条件：所述进线线路=相进线的电流均小于设定的无流电流Iwl且=相 频率的变化量均大于整定频率A fzd; 所述切换条件包括快速切换条件：与跳开的所述进线线路相连的故障母线的任意 一相电压与备用电源对应相的电压波形的频差小于Mi化，且角差小于Wi度；满足则发送快 速切换命令。 本专利技术方法根据石化企本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于石化企业电力系统的快速切换方法，包括如下步骤：1）信号采集：采集用于作为工作电源的进线线路上的电压、电流、进线开关和进线保护装置的状态信号及备用电源的电压信号；2）信号转换：将步骤1）中采集的模拟信号转换成数字信号；3）根据采集或转换的数字信号和预设的启动条件判断是否发出跳进线开关命令；所述启动条件包括：失压启动条件：所述进线线路三相进线的电压均小于电压整定值Uzd且持续时间均大于时间整定值Tzd；误跳启动条件：所述进线线路三相进线任意一相的电流小于设定的误跳电流Iwt且所述进线开关跳开；保护启动的条件：所述进线保护装置启动；满足除误跳启动条件外的任一启动条件，则发出跳进线开关命令，并启动切换程序，满足误跳启动条件则直接启动切换程序，满足误跳启动条件说明进线开关已经跳开，所以无需再次跳开进线开关；4）进线开关跳开后，根据预设的切换条件判断是否发出切换命令；5）收到所述跳进线开关命令后，执行跳开所述进线开关的操作；收到所述切换命令后，执行合备用电源操作；其特征在于，所述步骤1）还包括采集所述进线线路上的功率、频率信号、与所述进线线路相连的故障母线的电压信号；所述启动条件还包括：逆功率启动条件：所述进线线路的三相进线中任意一相进线的功率反向且该相频率的变化量>整定频率△fzd；无流启动条件：所述进线线路三相进线的电流均小于设定的无流电流Iwl且三相频率的变化量均大于整定频率△fzd；所述切换条件包括快速切换条件：与跳开的所述进线线路相连的故障母线的任意一相电压与备用电源对应相的电压波形的频差小于M1Hz，且角差小于W1度；满足则发送快速切换命令。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐海东，李宏湘，邹国铖，胡庭枝，江明基，高清茂，
申请(专利权)人：中国石油化工集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。