CN203301223U - 电源快速切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源快速切换装置，包括模拟量采集模块、开入量模块、运算/逻辑处理模块、开关量输出模块，所述模拟量采集模块、开入量模块、开关量输出模块分别与所述运算/逻辑处理模块电连接。本实用新型可以在小电流接地故障发生时，就及时、可靠地作出判断，启动电源切换，从而避免事故的扩大，保证了低压母线连续、可靠运行。

Description

电源快速切换装置

技术领域

本实用新型涉及一种电源快速切换装置，特别涉及一种带有小电流接地***单相接地故障判别的电源快速切换装置。

背景技术

电厂或工业企业，为保证重要负荷的不断电连续运行，一般配置两路（或多路）供电电源。当任一电源进线发生故障（或检修需要），造成非正常停电或短时断电时，应通过快切装置迅速、可靠地将备用电源投入，保证供电的连续性。

我国配电网多采用小电流接地***，发生单相接地故障的几率最高，占所有故障中的80%。小电流接地***由于单相故障时三个线电压仍然对称，特别是中性点经消弧线圈接地***，流过接地点的电流很小，不影响对负荷的连续供电，仍可短时间（0.5-2小时）继续运行。小电流***发生单线接地故障时，非故障相电压会升为线电压，长期运行容易使故障扩大为两点或多点接地短路故障，弧光接地还会引起全***过电压，进而损坏设备，破坏***安全运行，所以必须及时找到故障点并予以隔离。

目前，各快切厂家对工业企业的电源快速切换做了详细有效的研究，能较好的完成电源间切换。但是当前的快切装置，无法针对小电流接地***中的单相接地故障作出判别，从而无法及时、有效地启动快切装置进行电源间切换。

实用新型内容

为解决现有问题，本实用新型在一种电源快速切换装置中，增加小电流接地***单相接地故障的判别，从而在功能上完善了电源快速切换装置。

解决上述问题的技术方案为：

电源快速切换装置，其特征在于：包括模拟量采集模块、开入量模块、运算/逻辑处理模块、开关量输出模块，所述模拟量采集模块、开入量模块、开关量输出模块分别与所述运算/逻辑处理模块电连接。

进一步地，还包括打印模块，所述打印模块与所述运算/逻辑处理模块电连接。

进一步地，还包括通讯模块，所述打印模块与所述运算/逻辑处理模块电连接。

进一步地，还包括显示模块，所述打印模块与所述运算/逻辑处理模块电连接。

进一步地，还包括设置模块，所述打印模块与所述运算/逻辑处理模块电连接。

本实用新型的优点在于可以在小电流接地故障发生时，就及时、可靠地作出判断，启动电源切换，从而避免事故的扩大，保证了低压母线连续、可靠运行。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

附图说明

图1为电源快速切换装置在单母接线方式下的运行示意图；

图2为高压侧发生单相接地故障示意图；

图3为低压侧发生单相接地故障示意图；

图4为本实用新型示意图；

图5为单相接地故障判别模块示意图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。

参见图1-5所示，本实用新型提供的一种电源快速切换装置，包括模拟量采集模块、开入量模块、运算/逻辑处理模块、开关量输出模块，模拟量采集模块、开入量模块、开关量输出模块分别与运算/逻辑处理模块电连接。还包括打印模块，打印模块与运算/逻辑处理模块电连接。还包括通讯模块，打印模块与运算/逻辑处理模块电连接。还包括显示模块，打印模块与运算/逻辑处理模块电连接。还包括设置模块，打印模块与运算/逻辑处理模块电连接。

如图1，高压侧母线引出进线1、线路m、线路n等。正常工作时，1DL闭合，进线1给低压侧母线提供工作电源；2DL分开，进线2作为备用电源处于热备用状态。当进线1故障或检修时，快切装置会迅速跳开1DL,闭合2DL（合条件满足），让备用电源进线2给低压侧母线供电，从而保证低压侧母线的正常运行。

如图4，本发明装置需接入的电气量包括模拟量和开入量。模拟量包含进线1的零序电压U0、零序电流I0（采集自高精度零序CT），及一相电流Igz；低压母线三相电压Ua、Ub、Uc，三相电流Ia、Ib、Ic；进线1、进线2各一相电压Ugz、Uby。开入量包含1DL、2DL断路器状态接点，以及保护启动、保护闭锁等开入接点。快切装置根据上述电气量，进行运算、逻辑处理，并通过开出量来控制断路器1DL、2DL的跳合。

如图5，外部输入的零序电压、零序电流接入进快切装置内部，经由内部高精度PT、CT，再通过AD采样送入运算/逻辑处理模块。

正常工作时，如快切装置每周波进行N点采样，由下列傅氏算法（公式1）、（公式2），可以分别计算出采样值第k次谐波的实部、虚部，进一步由（公式3）可计算出第k次谐波的相位

$X_{\mathrm{Rk}}=\frac{2}{N}\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(i\right)\cos \left(\mathrm{ki}\frac{2\mathrm{\π}}{N}\right)$     （公式1）

$X_{\mathrm{Ik}}=\frac{-2}{N}\underset{i=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}x\left(i\right)\sin \left(\mathrm{ki}\frac{2\mathrm{\π}}{N}\right)$     （公式2）

    （公式3）

式中，X_Rk--第k次谐波实部；

X_Ik--第k次谐波虚部；

--第k次谐波相位。

当k=1时，可由上述公式分别就算出零序电压基频分量实部、虚部，从而进一步计算出零序电压相位

同理可计算出零序电流相位

由

可知零序功率方向。

同理，当k=5时，可计算出零序电压5次谐波相位

以及零序电流5次谐波相位

由

可知零序功率5次谐波方向。

正常工作时，进线1上零序电压U₀、零序电流I₀都很小，从而零序功率P₀也很小，可以忽略不计。

实施例一：

当高压侧发生单相接地故障时（如图2，故障f1或f2），进线1上的零序电压幅值等于相电压，零序电流也远大于正常时的零序电流；同时零序功率方向是从高压侧指向低压侧方向。据此可以判断出，高压侧发生单相接地故障。快切装置可据此启动切换，跳开1DL，闭合2DL（合条件满足），保证低压母线的正常运行。

当低压侧发生单相接地故障时（如图3，故障f3或低压出线k上的故障f4），进线1上的零序功率比正常时有显著增大；同时零序功率方向是从低压侧指向高压侧方向。据此可以判断出，低压侧发生单相接地故障。快切装置可据此发出报警，通知相关人员尽快排出故障，保证低压母线的正常运行。

实施例二：

针对中性点经消弧线圈接地的配网***，当发生单相接地故障时，零序电流基波可能会很小。为了保证判别的精度，装置会根据故障时的零序电压、零序电流，分别计算出相应的5次谐波，再计算得出5次谐波的零序功率，并根据5次谐波的零序功率方向作出是否有小电流接地故障的判别。具体判断方法类似上述的零序功率方向法。

当高压侧发生单相接地故障时（如图2，故障f1或f2），进线1上的5次谐波零序功率远大于正常量（正常运行时，5次谐波零序功率很小，可忽略不计）；同时5次谐波零序功率方向是从高压侧指向低压侧方向。据此可以判断出，高压侧发生单相接地故障。快切装置可据此启动切换，跳开1DL，闭合2DL（合条件满足），保证低压母线的正常运行。

当低压侧发生单相接地故障时（如图3，故障f3或低压出线k上的故障f4），进线1上的5次谐波零序功率比正常时有显著增大；同时5次谐波零序功率方向是从低压侧指向高压侧方向。据此可以判断出，低压侧发生单相接地故障。快切装置可据此发出报警，通知相关人员尽快排出故障，保证低压母线的正常运行。

综上，本实用新型可以在小电流接地故障发生时，就及时、可靠地作出判断，启动电源切换，从而避免事故的扩大，保证了低压母线连续、可靠运行。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.电源快速切换装置，其特征在于：包括模拟量采集模块、开入量模块、运算/逻辑处理模块、开关量输出模块，所述模拟量采集模块、开入量模块、开关量输出模块分别与所述运算/逻辑处理模块电连接。

2.根据权利要求1所述的电源快速切换装置，其特征在于：还包括打印模块，所述打印模块与所述运算/逻辑处理模块电连接。

3.根据权利要求1所述的电源快速切换装置，其特征在于：还包括通讯模块，所述打印模块与所述运算/逻辑处理模块电连接。

4.根据权利要求1所述的电源快速切换装置，其特征在于：还包括显示模块，所述打印模块与所述运算/逻辑处理模块电连接。

5.根据权利要求1所述的电源快速切换装置，其特征在于：还包括设置模块，所述打印模块与所述运算/逻辑处理模块电连接。

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