[发明专利]基于方向电流的工业企业电源快速切换装置闭锁方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业企业电源快速切换装置的新闭锁方法，主要适用于石化、钢铁、冶金、煤炭等工业企业的中高压变电所的电源切换装置，可以在工作母线及其所带负荷发生故障情况下有效闭锁电源切换装置，避免将备用电源合到故障上。

背景技术

工业企业变电站一般采用双电源供电模式以提高供电可靠性。根据运行方式的不同，备用电源分为热备用和冷备用。当工作电源发生各种影响到生产负荷正常运行的异常或故障后，必须快速地将备用电源投入，以保证生产的正常进行。目前通常使用备自投装置来实现工作电源和备用电源之间的切换，但由于备自投装置自身的特点导致备用电源投入需要若干秒，此时工作母线电压已经降至20％以下，即使备用电源投入，生产负荷也会因工作电压太低而跳机，大量电机的再启动基本已无法实现。更有一些工业企业索性将备自投退出运行。

针对上述情况，基于发电厂厂用电源快速切换装置的成熟经验，结合工业企业变电站的特点，开发出专门用于该领域的工业企业电源快速切换装置，利用快速及同期捕捉原理可以在500ms内，最快100ms左右就将备用电源投入，使工作母线电压保持在70％以上，确保生产负荷的连续运行。随着在石化、钢铁等企业的顺利实施和成功应用，极大地降低了企业因故障等计划外停掉造成的损失，取得了良好的社会效益和经济效益，得到用户的充分肯定。

生产的连续固然重要，安全更是不容忽视。工作电源发生故障后要及时将备用电源投入，同时，当工作母线及其所带电机等负荷发生故障时，必须防止将备用电源投入，事故扩大。这种情况下如果不采取闭锁措施，进线侧开关保护动作跳开，造成工作母线失压，导致切换装置启动，将备用电源投入，产生严重后果。所有非常有必要采用一灵敏可靠的闭锁判据识别出工作母线及以下发生故障。在电厂厂用电快速切换装置中，利用接入工作母线进线开关处的保护接点来实现闭锁，因为进线开关处的保护就是保护工作母线及其以下设备的，所以当此开关处保护动作后，将动作信号送给快切装置，闭锁切换。但由于工企的特殊性，可能出现此处无保护，或者保护动作接点无法引出的情况，而且工业企业干扰严重，单纯依靠外部接点闭锁存在一定隐患。所以必须开发能适用于工业企业电源快速切换装置的闭锁逻辑，依靠自身采集信息来判断故障点位置，及时可靠闭锁装置切换行为，确保安全。

发明内容

本发明的目的是，提出一种工业企业电源快速切换装置闭锁方法，工作母线及其所带负荷发生故障情况下能及时可靠闭锁电源切换，避免将备用电源合到故障上，造成事故的扩大。可以不再单纯依靠外部接点进行闭锁。

本发明的技术方案是：基于方向电流的工业企业电源快速切换装置闭锁方法，当工作母线及其所带设备发生不对称故障或对称故障时，电流幅值增大，母线进线开关处的方向电流流向工作母线判据、母线出现大的负序电压或母线低电压判据，识别出故障是否发生在工作母线及其所带负荷，构成闭锁逻辑；

1)故障电流识别判据：I＞I_set，其中I为某相的单相电流，I_set为整定值；

2)方向电流识别判据：某二相间电压与相对应的电流夹角在-90～90度之间，即若满足下列三式中任一式条件，

式1

式2

式3

3)负序电压判据：U₂＞U_2set，其中U₂为工作母线负序电压，U_2set为负序电压门槛值；

4)低电压判据：U_max＜U_set，其中U_max为工作母线三相电压的最大值，U_set为电压整定值；

在满足判据1)、2)和3)以及或满足判据1)、2)和4)的条件下，则电源快速切换装置闭锁。

以电流幅值增大及方向流向工作母线作为外电源故障检测的判据；以母线负序电压或低电压判据作为防止误判手段。

本发明利用快速切换装置现有采集量，通过逻辑运算与组合，实现期望目标。

本发明的有益效果是：将本发明方法应用于电源快速切换，可以有效避免用户最担心的误切换造成事故扩大的问题，使电源快速切换可以更加有效的应用于工业企业变电站，为企业的连续安全生产提供支撑。尤其是不再单纯依靠外部接点进行闭锁，即使进线开关处的闭锁不能正常工作时也能使电源快速切换装置闭锁。能实现电源快速切换装置的工业企业变电站的安全应用。

附图说明

图1：典型的工业企业变电站接线及运行方式；