一种不停电作业快速切换系统及其方法转让专利
申请号 : CN202110709525.2
文献号 : CN113452076B
文献日 : 2022-05-13
发明人 : 仇群辉 , 丁一岷 , 金国忠 , 陈超 , 吴湘源 , 徐克 , 张炜 , 姚敏 , 包伟峰 , 王冬林 , 柏华东 , 徐君芳 , 简美加
申请人 : 嘉兴市恒创电力设备有限公司 , 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 , 国网浙江平湖市供电有限公司 , 杭州之江开关股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种不停电作业快速切换系统的方法,其特征在于:不停电作业快速切换系统包括变压器(1)、低压配电箱(2)、移动发电车(3)、断路器Q1(4)、断路器Q2(5)、转换开关TSE1(6)、转换开关TSE2(7)、固态电子开关G1(8)、主控单元M1(9)、电流传感器CT1(10)和电流传感器CT2(11);
所述的主控单元M1(9)的一端连接转换开关TSE1(6),所述的主控单元M1(9)的另一端连接转换开关TSE2(7),所述的转换开关TSE2(7)的出线端串联固态电子开关G1(8)且固态电子开关G1(8)联至转换开关TSE1(6)的出线端;
所述的固态电子开关G1(8)的出线端串联有电流传感器CT2(11),所述的转换开关TSE1(6)的出线端串联有电流传感器CT1(10),所述的电流传感器CT2(11)的出线端与电流传感器CT1(10)的出线端相串联,所述的电流传感器CT1(10)、电流传感器CT2(11)分别与主控单元M1(9)连接;
所述的变压器(1)的进线端与断路器Q1(4)相连接,所述的断路器Q1(4)与转换开关TSE1(6)的进线端相串联,所述的变压器(1)的另一端与低压配电箱(2)相连接,所述的低压配电箱(2)的出线端设在电流传感器CT1(10)与电流传感器CT2(11)间;所述的移动发电车(3)的进线端与断路器Q2(5)相串联,所述的断路器Q2(5)的一端与转换开关TSE1(6)的进线端相连接,所述的断路器Q2(5)与转换开关TSE2(7)的进线端相连接;
所述的主控单元M1(9)包括励磁控制回路Ⅰ(12)、励磁控制回路Ⅱ(13)、电子开关驱动回路(14)、电压传感器PT1(15)、电压传感器PT2(16)和电压传感器PT3(17),所述的励磁控制回路Ⅰ(12)用于驱动转换开关TSE1(6)的励磁线圈,所述的励磁控制回路Ⅱ(13)用于驱动转换开关TSE2(7)的励磁线圈,所述的电子开关驱动回路(14)用于驱动固态电子开关G1(8)的快速通断,所述的电压传感器PT1(15)用于市电侧的电压、相序和相位的电参量监测,所述的电压传感器PT2(16)用于发电机侧的电压、相序和相位的电参量监测,所述的电压传感器PT3(17)用于负荷侧的电压、相序和相位的电参量监测;
按以下步骤进行:
①初始状态断路器Q1、Q2处于分闸位置,当需要将负荷从市电侧转移至移动发电车时,主控单元M1通过电压传感器PT1和PT3监测的电压信号,判断市电与发电机输出电压值是否在误差范围内、相序是否一致,若满足条件通过主控单元M1控制励磁控制回路,驱动励磁线圈Coil1、Coil2动作,使得转换开关TSE1、TSE2切换至市电侧;然后合闸断路器Q1,贯通市电旁路供电回路;此时手动分闸低压配电箱的总进线开关,此时负载通过断路器Q1、转换开关TSE1旁路供电;
②旁路完成后,合闸断路器Q2,此时所述的电压传感器PT1和PT2对市电和发电机侧的电压实时监测,通过主控单元M1的对两路电源同期度进行预判,结合转换开关转换开关TSE1本身的动作时间特性,预测TSE1励磁线圈驱动命令的最佳时刻,以此保证TSE1触头切换至发电机供电时,市电侧与发电机相位差接近零值,以此避免切换导致的相位跳变,保证负荷平稳过渡;
③为避免转换开关TSE1切换过程中,机械触头分离导致触头燃弧和短时停电,主控单元M1通过励磁控制回路Ⅰ发出驱动命令的同时,通过电子开关驱动回路控制固态电子开关G1导通,当转换开关TSE1触头分离,负荷通过转换开关TSE2和固态电子开关G1旁路供电;
④当转换开关TSE1转换至发电机侧瞬间(≤1ms),主控单元M1通过电流传感器CT1特征值瞬间判断TSE1转换完成,此时立即通过电子开关驱动回路控制固态电子开关G1分断,以此避免两侧电网并网导致潮流冲击,与此同时通过励磁线圈Coil2控制转换开关TSE2切换至发电机位置,此时负荷转移至移动式发电车供电;
⑤同理,当需要将负荷从发电机侧返回至市电时,电压传感器PT1和PT2对市电和发电机侧的电压实时监测,通过主控单元M1的对两路电源同期度进行预判,结合转换开关TSE1本身的动作时间特性,预测TSE1励磁线圈驱动命令的最佳时刻,以此保证TSE1触头返回至市电供电时,发电机侧与市电相位差接近零值,以此避免切换导致的相位跳变,保证负荷平稳过渡;
⑥同时为避免TSE1切换过程中,机械触头分离导致触头燃弧和短时停电,主控单元M1通过励磁控制回路Ⅰ发出驱动命令的同时,通过电子开关驱动回路控制固态电子开关G1导通,此时TSE1触头分离,负荷通过TSE2和G1旁路供电;
⑦当转换开关TSE1返回至市电侧瞬间(≤1ms),主控单元M1通过电流传感器CT1特征值瞬间判断TSE1转换完成,此时立即通过电子开关驱动回路控制固态电子开关G1分断,以此避免两侧电网并网导致潮流冲击,与此同时通过励磁线圈Coil2控制转换开关TSE2切换至市电位置,此时负荷返回至市电供电;
⑧最后手动合闸低压配电箱总进线开关,分闸断路器Q1、Q2,返回至初始状态,完成负荷不停电作业。
说明书 :
一种不停电作业快速切换系统及其方法
技术领域
背景技术
的方案实现,该方案虽然可以实现不停电切换,但需要发电车和电网进行并网操作,存在并
网潮流冲击,严重时会导致移动发电车故障保护,另外潮流容易引起机械触头电弧烧损,大
大降低并网机械开关的电气寿命。2、通过混合式快速切换开关的快速转换实现(一般要求
触头转换时间≤5ms),该方案无需进行并网操作,避免了并网潮流冲击的风险,但是存在毫
秒级的短时停电,无法真正实现不停电切换,降低了用户用电体验,另外因该方案无需并网
操作,故电源切换前后存在相位跳变现象,使得用电负荷无法实现平稳过渡,增加负荷因相
位跳变造成的故障风险。
型的不停电切换方案,使得该方案能克服以上并网切换缺点,同时避免切换过程中的相位
跳变及短时停电,从而实现负载的不停电快速切换和平稳过渡。
发明内容
合技术运用于切换系统中,从而实现台区负荷在市电与移动式发电车之间通过非并网的方
式进行同期倒换,从而保证负荷的不停电平稳过渡,使其具有同步性高、转换灵活、分断电
弧低、冲击电流小、相位平稳过渡等显著优势的一种不停电作业快速切换系统及其方法。
传感器CT1和电流传感器CT2;
转换开关TSE1的出线端;
相串联,所述的电流传感器CT1、电流传感器CT2分别与主控单元M1连接;
设在电流传感器CT1与电流传感器CT2间;所述的移动发电车的进线端与断路器Q2相串联,
所述的断路器Q2的一端与转换开关TSE1 的进线端相连接,所述的断路器Q2的另一端与转
换开关TSE2的进线端相连接。
转换开关TSE1的励磁线圈,所述的励磁控制回路Ⅱ用于驱动转换开关TSE2的励磁线圈,所
述的电子开关驱动回路用于驱动固态电子开关G1的快速通断,所述的电压传感器PT1用于
市电侧的电压、相序和相位的电参量监测,所述的电压传感器PT2用于发电机侧的电压、相
序和相位的电参量监测,所述的电压传感器PT3用于负荷侧的电压、相序和相位的电参量监
测。
值是否在误差范围内、相序是否一致,若满足条件通过主控单元M1控制励磁控制回路,驱动
励磁线圈Coil1、Coil2动作,使得转换开关TSE1、TSE2切换至市电侧;然后合闸断路器Q1,贯
通市电旁路供电回路;此时手动分闸低压配电箱P1的总进线开关,此时负载通过断路器Q1、
转换开关TSE1旁路供电;
关TSE1本身的动作时间特性,预测TSE1励磁线圈驱动命令的最佳时刻,以此保证TSE1触头
切换至发电机供电时,市电侧与发电机相位差接近零值,以此避免切换导致的相位跳变,保
证负荷平稳过渡;
开关G1导通,当转换开关TSE1触头分离,负荷通过转换开关TSE2和固态电子开关G1旁路供
电;
断,以此避免两侧电网并网导致潮流冲击,与此同时通过励磁线圈Coil2控制转换开关TSE2
切换至发电机位置,此时负荷转移至移动式发电车供电;
TSE1本身的动作时间特性,预测TSE1励磁线圈驱动命令的最佳时刻,以此保证TSE1触头返
回至市电供电时,发电机侧与市电相位差接近零值,以此避免切换导致的相位跳变,保证负
荷平稳过渡;
G1导通,此时TSE1触头分离,负荷通过TSE2和G1旁路供电;
以此避免两侧电网并网导致潮流冲击,与此同时通过励磁线圈Coil2控制转换开关TSE2切
换至市电位置,此时负荷返回至市电供电;
接。
TSE2出线端与固态电子开关G1串联,如图1所示。
分断导致短时停电及触头燃弧;并利用电子开关快速分断特性避免TSE1切换完成后两路电
源并网引起的潮流冲击,从而实现两路电源的非并网高同期性切换,从而实现负荷的平稳
过渡。
通电流;另外主控单元M1通过电流传感器CT1 采集的电流信号,通过电流特征提取,用于转
换开关TSE1通断时刻检测。
换开关TSE1和转换开关TSE2的励磁线圈,从而实现转换开关的切换动作;电子开关驱动回
路用于驱动固态电子开关G1的快速通断;电压传感器PT1、PT2、PT3分别用于市电侧、发电机
侧及负荷侧的电压、相序、相位等电参量的监测。
通过励磁控制回路1控制转换开关TSE1切换时刻,并通过电流传感器CT1提取电流特征值,
监测转换开关TSE1通断时刻,控制固态电子转换开关G1的通断,完成负荷在市电与发电机
之间不停电转换和平稳过渡。
附图说明
具体实施方式
主控单元M19、电流传感器CT110和电流传感器CT211;
G18联至转换开关TSE16的出线端;
CT110的出线端相串联,所述的电流传感器CT110、电流传感器CT211分别与主控单元M19连
接;
线端设在电流传感器CT110与电流传感器CT211间;所述的移动发电车3的进线端与断路器
Q25相串联,所述的断路器Q25的一端与转换开关TSE16的进线端相连接,所述的断路器Q25
的另一端与转换开关 TSE27的进线端相连接。
于驱动转换开关TSE16的励磁线圈,所述的励磁控制回路Ⅱ13用于驱动转换开关TSE27的励
磁线圈,所述的电子开关驱动回路14用于驱动固态电子开关G18的快速通断,所述的电压传
感器PT115用于市电侧的电压、相序和相位的电参量监测,所述的电压传感器PT216用于发
电机侧的电压、相序和相位的电参量监测,所述的电压传感器PT317用于负荷侧的电压、相
序和相位的电参量监测。
值是否在误差范围内、相序是否一致,若满足条件通过主控单元M1控制励磁控制回路,驱动
励磁线圈Coil1、Coil2动作,使得转换开关TSE1、TSE2切换至市电侧;然后合闸断路器Q1,贯
通市电旁路供电回路;此时手动分闸低压配电箱P1的总进线开关,此时负载通过断路器Q1、
转换开关TSE1旁路供电;
关TSE1本身的动作时间特性,预测TSE1励磁线圈驱动命令的最佳时刻,以此保证TSE1触头
切换至发电机供电时,市电侧与发电机相位差接近零值,以此避免切换导致的相位跳变,保
证负荷平稳过渡;
开关G1导通,当转换开关TSE1触头分离,负荷通过转换开关TSE2和固态电子开关G1旁路供
电;
断,以此避免两侧电网并网导致潮流冲击,与此同时通过励磁线圈Coil2控制转换开关TSE2
切换至发电机位置,此时负荷转移至移动式发电车供电;
TSE1本身的动作时间特性,预测TSE1励磁线圈驱动命令的最佳时刻,以此保证TSE1触头返
回至市电供电时,发电机侧与市电相位差接近零值,以此避免切换导致的相位跳变,保证负
荷平稳过渡;
G1导通,此时TSE1触头分离,负荷通过TSE2和G1旁路供电;
以此避免两侧电网并网导致潮流冲击,与此同时通过励磁线圈Coil2控制转换开关TSE2切
换至市电位置,此时负荷返回至市电供电;