CN112491126A - 一种便携式旁路抗晃电装置及其运行方法 - Google Patents

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Abstract

本发明专利涉及一种便携式旁路抗晃电装置，包括：抗晃电装置本体外部包括壳体，壳体顶端中部设置有插接板、显示板，插接板上设置有插接孔，显示板上设置有显示模块，显示模块中部右端显示板上设置有警报器，壳体顶部左右两端部设置有连接件；抗晃电装置本体内部设置有传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块，其中传感模块Ⅰ与配电网和主控回路连接，储能模块与配电网和主控回路连接，主控回路与传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、储能模块和电力电子设备连接，传感模块Ⅱ与主控回路和负载连接，电力电子设备与主控回路和负载连接；总得来讲：本发明专利具有结构简单、移动部署方便、安全性、可靠性高、保证企业连续化生产的正常运行的优点。

Description

一种便携式旁路抗晃电装置及其运行方法
技术领域
本发明专利属于电力设备技术领域，尤其涉及一种便携式旁路抗晃电装置及其运行方法。
背景技术
晃电是指电网电压因雷击、电网中某一电路电气短路事故或电气操作等原因造成的 电网瞬时波动乃至瞬时失压的电气故障现象。由于晃电过程是瞬间的，且受其影响的只是电压量，故绝大部分电气设备是不会因晃电故障本身而导致损坏的，但电网电压的瞬间降低会导致变频器因直流侧的欠压而故障停机。现在的高压变频器，多是高压经整流移相变压器到每个功率单元，在功率单元内部先整流，再直流滤波，然后通过IGBT逆变输出，然后把多个功率单元的输出串联叠加起来后驱动高压电机。虽然每个功率单元内部有直流滤波回路，但当高压变频器在重载输出时，电容内储的电能会在瞬间输出到电机，根本躲不过电网瞬间的晃电失压。一般情况下，晃电故障时间只要大于60毫秒、电压值低于 70％额定电压值，高压变频器必定会报欠压故障停机。因此，晃电结束后，电机等用电设备将在较长时间段内处于停止运行的状态，给供电可靠性要求比较高的企事业的安全生产、产品质量等方面带来直接的以及间接的经济损失。
在电源“晃电”较为强烈时，连续型生产企业的负荷对电源电能质量要求严格，目前的抗晃电装置大多数在电路发生晃电时可启动备用电路，由备用电路对负载电路进行供电从而保证负载电路的正常运行，此种抗晃电装置虽然在电路晃电时可以保证电路正常运行，但是此种抗晃电装置一般是装入负载电路与负载电路为一体是不可移动的，十分不方便。传统抗晃电装置是安装在抽屉柜内，由于抽屉面板小，导致无法安装人机交互面板，因此装置必须全部安装在抽屉内部，所以在操作时必须拉开抽屉，在电力设计上，拉开抽屉电源会断电，导致无法对装置操作。传统的应对方式是将抗晃电装置拆下来操作，导致维护和运行工作量大，带来人工成本大量消耗。专利(抗晃电装置自适应控制***及其控制方法,CN201310613038.1)、专利(一种采用旁路模式的抗晃电模块及其控制方法，CN201310591575.0)、专利(防晃电模块的智能跳闸控制***及其控制方法，CN201310610955.4)以及专利(一种抗晃电接触器延时装置，CN201410220204.6)均没有考虑该问题。因此开发出一种具有结构简单、移动部署方便、安全性和可靠性高、保证企业连续化生产的正常运行的便携式旁路抗晃电装置具有重要的应用意义。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种便携式旁路抗晃电装置及其运行方法，以解决现有抗晃电装置的不足；开发出一种具有结构简单、移动部署方便、安全性和可靠性高、保证企业连续化生产的正常运行的便携式抗晃电装置具有重要的应用意义。
为实现上述目的，本发明专利提供的技术方案是：
一种便携式旁路抗晃电装置，包括：抗晃电装置本体，所述的抗晃电装置本体外部包括壳体，所述的壳体顶端中部设置有插接板、显示板，所述的插接板上设置有插接孔，显示板上设置有显示模块，所述的显示模块分为正常运行灯、晃电灯及故障灯，显示模块中部右端显示板上设置有警报器，所述的壳体顶部左右两端部设置有连接件；
所述的抗晃电装置本体内部设置有传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块，其中传感模块Ⅰ与配电网和主控回路连接，储能模块与配电网和主控回路连接，主控回路与传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、储能模块和电力电子设备连接，传感模块Ⅱ与主控回路和负载连接，电力电子设备与主控回路和负载连接；
有益效果：本发明专利通过在抗晃电装置本体上设置插接板及连接件，插接板上设置有插接孔，插接孔可用于连接外部控制装置，连接件可通过导线与外部配电网串联连接，在显示板上设置有显示模块及警报器，抗晃电装置本体在运行过程中可根据不同状态显示不同警示灯，在故障状态时由主控回路控制警报器鸣响报警，在抗晃电装置本体内部设置有传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块，传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块，通过不同的连接方式分别与抗晃电装置本体外部设置的显示模块、警报器配合连接从而实现抗晃电装置本体的正常运行，抗晃电装置本体在使用过程中具有结构小巧、轻便，通过设置传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块与显示模块及警报器进行配合通过自适应方式确保生产装置能够安全稳定地运行。
所述的主控回路由DSP核心处理模块、显示模块和执行模块组成；其中DSP核心处理模块分别与显示模块和执行模块连接。
所述传感模块Ⅰ和传感模块Ⅱ由电压互感器和电流互感器组成；其中电压互感器分别测量A、B、C三相对地电压值，电流互感器分别测量各相电流值。
所述显示板可以显示故障状态、运行状态及晃电状态三种模式。
一种便携式旁路抗晃电装置运行方法，抗晃电步骤如下：
第一步，将运行电路通过导线与连接件串联连接，随后抗晃电装置本体内部设置传感模块Ⅰ采集配电网端的母线瞬时电压和电流值，传感模块Ⅱ采集负载端的瞬时电压和电流值，传感模块通过有线方式将采集数据传输给主控回路；
第二步，主控回路对采集的瞬时电压和电流数值进行特征提取，得到；电流变化趋势、电压不平衡度、电压波形相位错序度等多参数；
第三步，多参数分析比对，两个以上参数异常，则判定为晃电发生，显示板上设置的显示模块亮黄灯；
第四步，配电网侧发生晃电时，由主控回路启动抗晃电装置的储能模块，为电力电子设备供电；负载侧发生晃电，启动UPS电源，为负载供电；
第五步，根据晃电情况设定防晃电时间（晃电时间为几秒—几十秒），装置支持短时间内连续多次市电电压晃电；
第六步，晃电过程结束后，电路恢复正常，显示板上设置的显示模块亮绿灯正常运行，抗晃电装置自动进入热备用状态，等待下次晃电现象的发生；
第七步，抗晃电装置本体在运行过程中发生故障时显示板上设置的显示模块亮红灯同时警报器鸣响报警。
所述电流变化趋势检测，为求取相邻瞬时电流值的变化趋势，根据趋势判断采集的电流波形是否正常，电流变化趋势的求取公式如下：
Figure 679658DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，
Figure 686928DEST_PATH_IMAGE002
为瞬时电流不平衡度，
Figure 406664DEST_PATH_IMAGE003
为当前瞬时电流值，
Figure 219899DEST_PATH_IMAGE004
为前一时刻采集的电流值，
Figure 186718DEST_PATH_IMAGE005
为下一时刻的电流值，
Figure 99311DEST_PATH_IMAGE006
为采样时间。当
Figure 784370DEST_PATH_IMAGE002
＞0，初判为***没有发生晃电；当
Figure 837514DEST_PATH_IMAGE002
＜0，初判为***发生晃电；
有益效果：本发明针对石化、钢铁、电力等行业经常发生的晃电事故，设计了一种便携式抗晃电装置，本装置不仅可以防范电网端自然、人为以及环境污染等造成的晃电，也可以防范企业负载设备端的晃电情况，通过自适应方式确保生产装置能够安全稳定地运行；总得来讲：本发明专利具有具有结构简单、移动部署方便、安全性和可靠性高、保证企业连续化生产的正常运行的优点。
附图说明
图1为本发明专利的立体结构示意图；
图2为本发明专利的组成连接示意图；
图3为本发明专软件工作流程示意图。
附图标记：0、抗晃电装置本体 1、插接板 2、显示板 20、显示模块 21、警报器3、连接件 4、壳体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利的实施方式作进一步说明。
本发明专利的具体实施例，如图1、图2所示一种便携式旁路抗晃电装置，包括：抗晃电装置本体0，所述的抗晃电装置本体0外部包括壳体4，所述的壳体4顶端中部设置有插接板1、显示板2，所述的插接板1上设置有插接孔，显示板2上设置有显示模块20，所述的显示模块20分为正常运行灯、晃电灯及故障灯，显示模块20中部右端显示板2上设置有警报器21，所述的壳体4顶部左右两端部设置有连接件3；
所述的抗晃电装置本体0内部设置有传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块，其中传感模块Ⅰ与配电网和主控回路连接，储能模块与配电网和主控回路连接，主控回路与传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、储能模块和电力电子设备连接，传感模块Ⅱ与主控回路和负载连接，电力电子设备与主控回路和负载连接，在连接过程中抗晃电装置外部设置的显示模块20与主控回路串联连接并与警报器21并联连接，插接孔、连接件3与传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ串联连接并与主控回路串联连接；通过在抗晃电装置本体0上设置插接板1及连接件3，插接板1上设置有插接孔，插接孔可用于连接外部控制装置，连接件3可通过导线与外部配电网串联连接，在显示板2上设置有显示模块20及警报器21，抗晃电装置本体0在运行过程中可根据不同状态显示不同警示灯20，在故障状态时由主控回路控制警报器21鸣响报警，在抗晃电装置本体0内部设置有传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块，传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块，通过不同的连接方式分别与抗晃电装置本体0外部设置的显示模块20、警报器21配合连接从而实现抗晃电装置本体0的正常运行，抗晃电装置本体0在使用过程中具有结构小巧、轻便，通过设置传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块与显示模块20及警报器21进行配合通过自适应方式确保生产装置能够安全稳定地运行。
所述的主控回路由DSP核心处理模块、显示模块和执行模块组成；其中DSP核心处理模块分别与显示模块和执行模块连接。
所述传感模块Ⅰ和传感模块Ⅱ由电压互感器和电流互感器组成；其中电压互感器分别测量A、B、C三相对地电压值，电流互感器分别测量各相电流值。
所述显示板2可以显示故障状态、运行状态及晃电状态三种模式，显示板2上设置有正常运行灯、晃电灯及故障灯，配电网运行过程中出现晃电状态时由主控回路控制晃电灯亮，出现故障时由主控回路控制正常运行灯亮，抗晃电装置本体0在运行过程中出现故障时亮故障灯同时警报器21报警。
一种便携式旁路抗晃电装置运行方法，抗晃电步骤如下：
第一步，将运行电路通过导线与连接件3串联连接，随后抗晃电装置本体0内部设置传感模块Ⅰ采集配电网端的母线瞬时电压和电流值，传感模块Ⅱ采集负载端的瞬时电压和电流值，传感模块通过有线方式将采集数据传输给主控回路；
第二步，主控回路对采集的瞬时电压和电流数值进行特征提取，得到；电流变化趋势、电压不平衡度、电压波形相位错序度等多参数；
第三步，多参数分析比对，两个以上参数异常，则判定为晃电发生，显示板2上设置的显示模块20亮黄灯；
第四步，配电网侧发生晃电时，由主控回路启动抗晃电装置的储能模块，为电力电子设备供电；负载侧发生晃电，启动UPS电源，为负载供电；
第五步，根据晃电情况设定防晃电时间（晃电时间为几秒—几十秒），装置支持短时间内连续多次市电电压晃电；
第六步，晃电过程结束后，电路恢复正常，显示板上设置的显示模块亮绿灯正常运行，抗晃电装置自动进入热备用状态，等待下次晃电现象的发生；
第七步，抗晃电装置本体在运行过程中发生故障时显示板上设置的显示模块亮红灯同时警报器21鸣响报警。
所述电流变化趋势检测，为求取相邻瞬时电流值的变化趋势，根据趋势判断采集的电流波形是否正常，电流变化趋势的求取公式如下：
Figure 658840DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，
Figure 335809DEST_PATH_IMAGE002
为瞬时电流不平衡度，
Figure 242585DEST_PATH_IMAGE003
为当前瞬时电流值，
Figure 335306DEST_PATH_IMAGE004
为前一时刻采集的电流值，
Figure 276717DEST_PATH_IMAGE005
为下一时刻的电流值，
Figure 124587DEST_PATH_IMAGE006
为采样时间。当
Figure 220457DEST_PATH_IMAGE002
＞0，初判为***没有发生晃电；当
Figure 648027DEST_PATH_IMAGE002
＜0，初判为***发生晃电；
本发明专利在使用时：如图1、图2、图3所示，首先需将负载电路通过导线与连接件3串联连接，传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ对负载电路进行实时监测，负载电路在运行过程中由于闪电等发生晃电时，传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ将接收到的信号传送给主控回路，主控回路收集瞬时电压和电流参数并进行防晃电监测与分析，电压出现不平衡状态时，分析电流变化趋势根据上述公式计算结果小于0时，判断为发生晃电，主控回路控制显示模块20亮晃电灯，同时主控回路控制储能模块启动对负载电路进行供电，供电过程中传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ同时对负载电路进行检测分析，当检测到负载电路电压趋于平稳同时根据上述公式计算结果大于0时晃电结束，主控回路控制显示模块20显示正常运行灯，同时主控回路控制储能模块进入热备用状态，等待下次晃电现象的发生，抗晃电装置在运行过程中如果发生故障时显示模块20显示故障灯同时警报器21鸣响；总得来讲：本发明专利具有具有结构简单、移动部署方便、安全性和可靠性高、保证企业连续化生产的正常运行的优点。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明专利的技术方案而非限制，尽管参照佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明专利的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种便携式旁路抗晃电装置，包括：抗晃电装置本体（0），所述的抗晃电装置本体（0）外部包括壳体（4），其特征在于：所述的壳体（4）顶端中部设置有插接板（1）、显示板（2），所述的插接板（1）上设置有插接孔，显示板（2）上设置有显示模块（20），所述的显示模块（20）分为正常运行灯、晃电灯及故障灯，显示模块（20）中部右端显示板（2）上设置有警报器（21），所述的壳体（4）顶部左右两端部设置有连接件（3）；
所述的抗晃电装置本体（0）内部设置有传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、主控回路和储能模块，其中传感模块Ⅰ与配电网和主控回路连接，储能模块与配电网和主控回路连接，主控回路与传感模块Ⅰ、传感模块Ⅱ、储能模块和电力电子设备连接，传感模块Ⅱ与主控回路和负载连接，电力电子设备与主控回路和负载连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式旁路抗晃电装置，其特征在于：所述的主控回路由DSP核心处理模块、显示模块（20）和执行模块组成；其中DSP核心处理模块分别与显示模块（20）和执行模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种便携式旁路抗晃电装置，其特征在于：所述传感模块Ⅰ和传感模块Ⅱ由电压互感器和电流互感器组成；其中电压互感器分别测量A、B、C三相对地电压值，电流互感器分别测量各相电流值。
4.根据权利要求1所述的一种便携式旁路抗晃电装置，其特征在于：所述显示模块（20）可以显示故障状态、运行状态及晃电状态三种模式。
5.一种便携式旁路抗晃电装置运行方法，抗晃电步骤如下：
第一步，将运行电路通过导线与连接件（3）串联连接，随后抗晃电装置本体（0）内部设置传感模块Ⅰ采集配电网端的母线瞬时电压和电流值，传感模块Ⅱ采集负载端的瞬时电压和电流值，传感模块通过有线方式将采集数据传输给主控回路；
第二步，主控回路对采集的瞬时电压和电流数值进行特征提取，得到；电流变化趋势、电压不平衡度、电压波形相位错序度等多参数；
第三步，多参数分析比对，两个以上参数异常，则判定为晃电发生，显示板（2）上设置的显示模块（20）亮黄灯；
第四步，配电网侧发生晃电时，由主控回路启动抗晃电装置的储能模块，为电力电子设备供电；负载侧发生晃电，启动UPS电源，为负载供电；
第五步，根据晃电情况设定防晃电时间（晃电时间为几秒—几十秒），装置支持短时间内连续多次市电电压晃电；
第六步，晃电过程结束后，电路恢复正常，显示板（2）上设置的显示模块（20）亮绿灯正常运行，抗晃电装置自动进入热备用状态，等待下次晃电现象的发生；
第七步，抗晃电装置本体（0）在运行过程中发生故障时显示板（2）上设置的显示模块（20）亮红灯同时警报器鸣响报警。
6.根据权利要求5所述的一种便携式旁路抗晃电装置运行方法，其特征在于：所述电流变化趋势检测，为求取相邻瞬时电流值的变化趋势，根据趋势判断采集的电流波形是否正常，电流变化趋势的求取公式如下：
Figure 567785DEST_PATH_IMAGE001
（1）
其中，
Figure 320978DEST_PATH_IMAGE002
为瞬时电流不平衡度，
Figure 467925DEST_PATH_IMAGE003
为当前瞬时电流值，
Figure 964766DEST_PATH_IMAGE004
为前一时刻采集的电流值，
Figure 818452DEST_PATH_IMAGE005
为下一时刻的电流值，
Figure 476967DEST_PATH_IMAGE006
为采样时间；当
Figure 609746DEST_PATH_IMAGE002
＞0，初判为***没有发生晃电；当
Figure 644698DEST_PATH_IMAGE002
＜0，初判为***发生晃电。
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