一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法及系统，适用于核动力船舶中压交流系统，包括：至少两条供电母线以及至少两条受电母线，所述方法包括以下步骤：S1、检测受电母线中的失电母线，并判断失电母线为计划停电或故障失电；S2、故障失电时，根据失电母线与一正常受电母线的电压状态量的比较结果，按照预设优先级选择电源快速切换模式或同期切换模式或慢速切换模式，失电母线切换至由正常受电母线对应的供电母线进行供电。本发明专利技术采用电源快速切换、同期切换、慢速切换相结合的方法，通过对失电母线与正常受电母线电压幅值、工作频率以及相位角的比较，按照优先级选择切换方式，保证电源切换影响范围最小化。

A method and system of power switch for medium voltage AC system of nuclear power ship

The invention discloses a power switching method and system for medium voltage AC system of nuclear power ship, which is applicable to medium voltage AC system of nuclear power ship, including at least two power supply buses and at least two power receiving buses. The method comprises the following steps: S1. Detecting the power loss buses in the power receiving buses, and judging the power loss buses as planned power failure or fault power loss; S2. Fault power loss According to the comparison result of the voltage state quantity between the dead bus and a normal bus, the fast switching mode or the synchronous switching mode or the slow switching mode of the power supply shall be selected according to the preset priority, and the dead bus shall be switched to the power supply bus corresponding to the normal bus for power supply. The invention adopts the method of combining fast switching, synchronous switching and slow switching of power supply. By comparing the voltage amplitude, working frequency and phase angle of the loss of power bus and the normal receiving bus, the switching mode is selected according to the priority, so as to minimize the influence range of power supply switching.

【技术实现步骤摘要】
一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法及系统
本专利技术涉及核动力系统船舶中的电气
，尤其涉及一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法及系统。
技术介绍
现有技术公开了一种快速切换系统(CN202535048)，该专利主要
技术实现思路
为通过设有控制器和保护动作模块的快速切换系统，与系统两段母线及各进线断路器、母联断路器及互感器进行连接。在短时间内恢复两段母线正常供电，保证瞬间失电的高压电动机在未完全停止运行的情况下迅速得电恢复运行。但其存在以下缺点：1)该快速切换系统在失电母线电压降到额定电压20％～40％切换时，由于下游电动机自起动反馈较大电流，对内部供电网络可靠性影响较大，不适宜应用于船舶内部电源切换；2)该切换系统在发电端接入对象为无穷大电网时，切换过程中对电网影响可以忽略不计，但当发电端接入对象为较脆弱的小容量电网时，切换过程中产生的扰动可能拉垮整个微网。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法，适用于所述核动力船舶中压交流系统，包括：至少两条供电母线以及至少两条受电母线包括以下步骤：S1、检测受电母线中的失电母线，并判断所述失电母线为计划停电或故障失电；S2、故障失电时，根据所述失电母线与一正常受电母线的电压状态量的比较结果，按照预设优先级选择电源快速切换模式或同期切换模式或慢速切换模式，所述失电母线切换至由所述正常受电母线对应的供电母线进行供电。优选地，在本专利技术所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法中，所述步骤S1包括：S1-1、实时采集各受电母线的电压状态量，包括：电压幅值、工作频率以及相位角，判断各受电母线之间是否存在压差、频差以及角差，若是，则判断电压降低的受电母线为失电母线，电压不变的受电母线为正常受电母线；S1-2、检测到所述失电母线时，判断是否接收到所述失电母线对应的供电端发送的计划停电信号，若是，则判断所述失电母线为计划停电，检测所述失电母线与所述正常受电母线之间无闭锁信号时，则启动计划停电切换；若否，则判断所述失电母线为故障失电，检测所述失电母线与所述正常受电母线之间无闭锁信号时，则启动故障失电切换。优选地，在本专利技术所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法中，所述步骤S2包括：S2-1、故障失电时，判断所述失电母线与一正常受电母线之间的频差是否小于预设频差整定值，若是，则执行步骤S2-2，所述失电母线与所述正常受电母线之间的工作频率相同，所述失电母线与所述正常受电母线之间的角差为固定值；S2-2、判断所述失电母线与所述正常受电母线之间的角差小于预设角差整定值时，则进入快速切换模式，控制所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器合闸，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线恢复供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行。优选地，在本专利技术所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法中，所述步骤S2还包括：S2-3、判断所述失电母线与所述正常受电母线之间的频差大于预设频差整定值时，则进入同期切换模式、或快速切换模式下所述失电母线的电压值在预设时间内未恢复至额定值时，则由快速切换模式转为同期切换模式；S2-4、同期切换模式下，所述失电母线与所述正常受电母线之间存在频差，所述失电母线与所述正常受电母线之间的角差随时间变化，对所述失电母线的相位角进行角度校正，补偿断路器合闸补偿角，判断补偿后的所述失电母线与所述正常受电母线的角差是递减或递增，若是递减，则进行同期捕捉，递减至所述失电母线与所述正常受电母线的角差为0°时，控制所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器合闸，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线恢复供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行；若是递增，且判断所述失电母线与所述正常受电母线的角差小于预设角差整定值时，控制所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器合闸，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线恢复供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行。优选地，在本专利技术所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法中，所述步骤S2还包括：S2-5、判断所述失电母线与所述正常受电母线之间的角差大于预设角差整定值时、或同期切换模式下所述失电母线的电压值在预设时间内未恢复至额定值时，则由同期切换模式转为慢速切换模式；S2-6、慢速切换模式下，检测到所述失电母线的电压衰减至额定值的20％-40％时，延时再次判断所述失电母线的电压是否衰减至额定值的20％-40％，若是，则发送卸载信号至所述失电母线下游的部分负荷设备，控制自动卸载，所述失电母线为下游重要负荷设备正常供电；S2-7、所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器合闸，并发送加载信号至已卸载的部分负荷设备，控制启动加载程序，所述部分负荷设备完成自动加载，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线恢复供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行。优选地，在本专利技术所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法中，所述步骤S2还包括：S2-8、计划停电时，检测所述失电母线对应的供电母线与所述正常受电母线对应的供电母线之间的母联断路器和是否同时闭合，若是，则所述失电母线对应的供电母线与所述正常受电母线对应的供电母线之间为并列运行，执行步骤S2-9；若否，则所述失电母线对应的供电母线与所述正常受电母线对应的供电母线之间为分列运行，执行步骤S2-10；S2-9、判断所述失电母线与所述正常受电母线对应的供电母线之间的压差、频差、角差是否均相同，若相同，则首先闭合所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器，再断开所述失电母线与对应的供电母线之间的进线断路器，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行；S2-10、判断所述失电母线与所述正常受电母线对应的供电母线的角差为0时，达到同期点，首先断开所述失电母线与对应的供电母线之间的进线断路器，再闭合所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行。本专利技术还构造了一种核动力船舶中压交流系统的电源切换系统，适用于所述核动力船舶中压交流系统，包括：至少两条供电母线以及至少两条受电母线，包括：失电检测模块，用于检测各受电母线中的失电母线，并判断所述失电母线为计划停电或故障失电；切换判断模块，用于根据所述检测模式检测到所述失电母线为故障失电时，比较所述受电母线中的失电母线和一正常受电母线的电压状态量；切换模块，用于根据所述切换判断模块的比较结果，按照预设优先级选择电源快速切换模式或同期切换模式或慢速切换模式，所述失电母线切换至由所述正常受电母线对应的供电母线进行供电。优选地，在本专利技术所述的核动力船舶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法，适用于所述核动力船舶中压交流系统，包括：至少两条供电母线以及至少两条受电母线，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、检测受电母线中的失电母线，并判断所述失电母线为计划停电或故障失电；/nS2、故障失电时，根据所述失电母线与一正常受电母线的电压状态量的比较结果，按照预设优先级选择电源快速切换模式或同期切换模式或慢速切换模式，所述失电母线切换至由所述正常受电母线对应的供电母线进行供电。/n

【技术特征摘要】
1.一种核动力船舶中压交流系统的电源切换方法，适用于所述核动力船舶中压交流系统，包括：至少两条供电母线以及至少两条受电母线，其特征在于，包括以下步骤：
S1、检测受电母线中的失电母线，并判断所述失电母线为计划停电或故障失电；
S2、故障失电时，根据所述失电母线与一正常受电母线的电压状态量的比较结果，按照预设优先级选择电源快速切换模式或同期切换模式或慢速切换模式，所述失电母线切换至由所述正常受电母线对应的供电母线进行供电。


2.根据权利要求1所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
S1-1、实时采集各受电母线的电压状态量，包括：电压幅值、工作频率以及相位角，判断各受电母线之间是否存在压差、频差以及角差，若是，则判断电压降低的受电母线为失电母线，电压不变的受电母线为正常受电母线；
S1-2、检测到所述失电母线时，判断是否接收到所述失电母线对应的供电端发送的计划停电信号，若是，则判断所述失电母线为计划停电，检测所述失电母线与所述正常受电母线之间无闭锁信号时，则启动计划停电切换；若否，则判断所述失电母线为故障失电，检测所述失电母线与所述正常受电母线之间无闭锁信号时，则启动故障失电切换。


3.根据权利要求1所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S2-1、故障失电时，判断所述失电母线与一正常受电母线之间的频差是否小于预设频差整定值，若是，则执行步骤S2-2，所述失电母线与所述正常受电母线之间的工作频率相同，所述失电母线与所述正常受电母线之间的角差为固定值；
S2-2、判断所述失电母线与所述正常受电母线之间的角差小于预设角差整定值时，则进入快速切换模式，控制所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器合闸，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线恢复供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行。


4.根据权利要求3所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
S2-3、判断所述失电母线与所述正常受电母线之间的频差大于预设频差整定值时，则进入同期切换模式、或快速切换模式下所述失电母线的电压值在预设时间内未恢复至额定值时，则由快速切换模式转为同期切换模式；
S2-4、同期切换模式下，所述失电母线与所述正常受电母线之间存在频差，所述失电母线与所述正常受电母线之间的角差随时间变化，对所述失电母线的相位角进行角度校正，补偿断路器合闸补偿角，判断补偿后的所述失电母线与所述正常受电母线的角差是递减或递增，若是递减，则进行同期捕捉，递减至所述失电母线与所述正常受电母线的角差为0°时，控制所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器合闸，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线恢复供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行；
若是递增，且判断所述失电母线与所述正常受电母线的角差小于预设角差整定值时，控制所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器合闸，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线恢复供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行。


5.根据权利要求4所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
S2-5、判断所述失电母线与所述正常受电母线之间的角差大于预设角差整定值时、或同期切换模式下所述失电母线的电压值在预设时间内未恢复至额定值时，则由同期切换模式转为慢速切换模式；
S2-6、慢速切换模式下，检测到所述失电母线的电压衰减至额定值的20％-40％时，延时再次判断所述失电母线的电压是否衰减至额定值的20％-40％，若是，则发送卸载信号至所述失电母线下游的部分负荷设备，控制自动卸载，所述失电母线为下游重要负荷设备正常供电；
S2-7、所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器合闸，并发送加载信号至已卸载的部分负荷设备，控制启动加载程序，所述部分负荷设备完成自动加载，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线恢复供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行。


6.根据权利要求1所述的核动力船舶中压交流系统的电源切换方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
S2-8、计划停电时，检测所述失电母线对应的供电母线与所述正常受电母线对应的供电母线之间的母联断路器和是否同时闭合，若是，则所述失电母线对应的供电母线与所述正常受电母线对应的供电母线之间为并列运行，执行步骤S2-9；若否，则所述失电母线对应的供电母线与所述正常受电母线对应的供电母线之间为分列运行，执行步骤S2-10；
S2-9、判断所述失电母线与所述正常受电母线对应的供电母线之间的压差、频差、角差是否均相同，若相同，则首先闭合所述失电母线与所述正常受电母线之间的母联断路器，再断开所述失电母线与对应的供电母线之间的进线断路器，所述失电母线由所述正常受电母线对应的供电母线供电，所述失电母线的下游负荷设备正常运行；
S2-10、判断所述失电母线与所述正常受电母线对应的供电母线的角差为0时，达到同期点，首先断开所述失电母线与对应的供电母线之间的进线断路器，再闭合所述失电母线与所述正常受电母线之...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎亚，王文明，余银辉，张杰，张贻娜，朱文江，陆秀生，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44