[发明专利]一种适用于柴油发电机的自投自复方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及一种柴油发电机自动投入(以下简称自投)和工作进线电源自动恢复供电(以下简称自复)的方法和装置。

背景技术

柴油发电机因为容量大，运行灵活、便捷、智能化程度高、低排放等优点在应急供电系统中得到了广泛应用。对于有备用柴油发电机的系统，当工作进线电源(以下简称进线)失电后，一般启动柴油发电机，由柴油发电机给全部或部分负荷提供电源；当进线恢复供电后，再切除柴油发电机，由进线给负荷供电。

柴油发电机启停机(启动、停机)和投切负荷过程是一个典型的机电暂态过程，期间系统的电压、电流、频率(转速)有明显的波动，如果操作不当，一方面会增加系统暂态时间，影响电能质量，另一方面会加剧柴油机磨损甚至引起拉缸、烧瓦事故。相关内容可参考《柴油机的11种误操作》(吴修海，工程机械与维修，2007年第3期，第157页)、《船舶柴油发电机组的建模与运行仿真研究》(李东辉，大连海事大学，硕士学位论文，2011年)。

目前，进线和柴油发电机间的切换常见方法有：

方法一，由工作人员结合相关规程和经验独自完成或与备自投装置共同完成切换过程。

方法二，使用常规备自投装置(或电源切换装置)完成进线和柴油发电机的切换过程。在进线失压时切除进线，合柴油发电机开关；在进线恢复供电后，再切除柴油发电机，合相应进线开关。

方法三，专利CN201110175015.8公开的一种发电厂保安电源备自投控制系统：当市电工作电源失电时，启动市电备用电源，无法启动市电备用电源时，启动柴油机供电，当市电工作电源恢复供电后回切至市电工作电源。

方法四，专利89103744.6公开的一种电起动柴油机组全自动快速发供电装置，适用于中小型电起动柴油发电机组，在市电中断后启动柴油机供电并适时转供市电。

上述现有方法存在一些问题。

方法一增加了工作人员工作量；存在误操作等安全隐患；人工操作较慢，较长的切换时间会给用电单位带来一定经济效益影响。

方法二～方法四在投切柴油发电机前没有对出线开关作进一步的分合控制，简单地将柴油发电机等效为大容量的备用工作电源，由于没有考虑机电暂态过程的影响，可能在投切时增加系统暂态时间、影响电能质量，甚至会加剧柴油机磨损甚至引起拉缸、烧瓦事故。同时难以识别一些不需自投或自复的情况：如电压二次回路断线、停电检修等情况时可能会误认为失电而动作。

发明内容

本发明的目的为，提出一种适用于柴油发电机的自投和自复(简称自投自复)的改进方法和装置，保留现有备自投装置自动动作、快速切换的优点，增加了对出线开关进一步分合控制功能，改善了自投自复过程中柴油发电机起停机、投切负荷的机电暂态过程，同时增加自投和自复准备过程和电流判剧来智能识别自投自复。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适用于柴油发电机的自投和自复(简称自投自复)方法，包括如下步骤：

(1)采集进线、母线、柴油发电机线路上电气量和开关量信息；

(2)检测到电气量、开关量满足预先设定的自投准备条件时，完成自投准备过程(或称为自投充电过程)；检测到电气量、开关量满足预先设定的自复准备条件时，完成自复准备过程(或称为自复充电过程)；

(3)检测到完成自投准备过程后，当母线无压、进线无压无流时，自投动作启动柴油发电机，跳进线开关、出线开关，合柴油发电机开关、出线开关；

(4)检测到完成自复准备过程后，当进线恢复有压后，自复动作跳出线开关、柴油发电机开关，合进线开关、出线开关。

进一步地，所述步骤(2)中，满足准备条件时，经延时完成准备过程，其中准备条件包含充电条件和放电条件。当满足充电条件，且不满足放电条件时，表示满足准备条件；准备过程(或称为充电过程)完成后，若充电条件不再满足，准备过程依然是完成状态，但若有放电条件出现，则准备过程立即变为未完成状态。

不同的电气主接线图和运行方式下充电和放电条件一般不完全相同。自投充电条件是用来描述柴油发电机自投动作前进线、柴油发电机等开关位置和母线电压情况的一些信号，以体现柴油发电机自投动作前的正常状态是进线供电，柴油发电机处于备用状态，自投放电条件是不允许柴油发电机自投或自投全部动作已完成的一些信号，当满足放电条件时，自投充电过程停止。