[发明专利]用于石化企业电力系统的快速切换方法和装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及用于石化企业110kV电力系统的快速切换方法和装置。

背景技术

图1为某300MW机组6KV母线残压特性示意图，V_D为母线残压，弧线ABCD表示母线残压相量变化轨迹，△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，以等值电势V_S和等值电抗X_S代表备用电源系统，以等值电势V_M和等值电抗X_M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V_M就等于机端电压，在备用电源合上前，V_M＝V_D。备用电源合上后，电动机绕组承受的电压U_M为：

U_M＝X_M/(X_S+X_M)×(V_S－V_M)

因V_M＝V_D，则(V_S－V_M)＝(V_S－V_D)＝△U

所以，U_M＝X_M/(X_S+X_M)×△U (1)

令K＝X_M/(X_S+X_M)，则

U_M＝K△U (2)

为保证电动机安全，U_M应小于电动机的允许起动电压，设为1.1倍额定电压U_De，则有：

K△U＜1.1U_De (3)

△U(％)＜1.1/K (4)

设X_S:X_M＝1：2，K＝0.67，则△U(％)＜1.64。图1中，以A为圆心，以1.64为半径绘出弧线A'－A”，则A'－A”的右侧为备用电源允许合闸的安全区域，左侧则为不安全区域。若取K＝0.95，则△U(％)＜1.15，图1中B'－B”的左侧均为不安全区域，理论上K＝0～1，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，这就是快速切换，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段实现的切换以前通常称为延时切换或短延时切换。