電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在冶金、石化等工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)電力供應(yīng)的連續(xù)性及可靠性要求很高。一旦出現(xiàn)電力供應(yīng)中斷，會(huì)給企業(yè)造成很大的損失。因此在傳統(tǒng)的電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)中除了正常的工作電源外，還另外配有備用電源。當(dāng)工作電源出現(xiàn)故障，即可將備用電源投入使用?，F(xiàn)在市場(chǎng)上有兩類(lèi)電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)，一類(lèi)被統(tǒng)稱(chēng)為備用電源自動(dòng)投入裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)備自投裝置)，另一類(lèi)是備用電源快速切換控制裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)快切裝置)。
[0003]備自投裝置在實(shí)際使用過(guò)程存在如下問(wèn)題:一是由于不同的現(xiàn)場(chǎng)工況相差極大，而備自投裝置所使用的判據(jù)為“無(wú)流”和“無(wú)壓”，比較簡(jiǎn)單粗放，無(wú)法適用所有場(chǎng)合。如果在不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)將備用電源投入，大容量的電動(dòng)機(jī)群自啟動(dòng)反而有可能拖垮備用電源，擴(kuò)大事故影響。二是備自投裝置的啟動(dòng)速度較慢。在備自投裝置檢測(cè)到失電啟動(dòng)時(shí)，可能大部分電動(dòng)機(jī)已經(jīng)處于停機(jī)裝置，無(wú)法保證企業(yè)負(fù)荷供電連續(xù)性的要求。
[0004]快切裝置相對(duì)于備自投裝置來(lái)說(shuō)，在對(duì)負(fù)荷掉電的暫態(tài)過(guò)程進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，采取了基于合閘角度的切換策略。這些都使得快切裝置的切換效果相對(duì)于備自投裝置來(lái)說(shuō)得到了很大的提升，因此快切裝置在廠(chǎng)礦企業(yè)得到了大量的應(yīng)用。
[0005]然而隨著負(fù)荷類(lèi)型的變化和現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電能質(zhì)量要求的提高，快切裝置的切換速度相對(duì)來(lái)說(shuō)已經(jīng)落后。同時(shí)為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的要求，現(xiàn)在廠(chǎng)礦企業(yè)大量使用帶變頻器的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷。此類(lèi)型負(fù)荷是指，經(jīng)過(guò)變頻器將工頻電源調(diào)壓、而將調(diào)頻后的輸出電能作為電動(dòng)機(jī)的電源。變頻器位于電源與負(fù)荷之間，可以看作一個(gè)控制設(shè)備，也可以看作一個(gè)被控制的設(shè)備，在電源異常時(shí)的暫態(tài)特性與電動(dòng)機(jī)完全不一樣。其對(duì)備用電源的切換速度要求更高，反而對(duì)合閘角度沒(méi)有要求。因此傳統(tǒng)的快切裝置所使用的抓合閘角度的控制策略對(duì)于該類(lèi)型負(fù)荷完全發(fā)揮不出作用，而切換速度又無(wú)法達(dá)到變使得頻器保持正常工作的要求，造成在很多電力現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用過(guò)程中，備用電源雖然投入了，但是變頻器所帶的負(fù)荷依然全部丟失。因此，如何提高電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)的切換速度是亟待解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]基于此，針對(duì)上述何提高電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)的切換速度的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)，能夠提高切換速度。
[0007]—種電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)，至少包括第一電源、第二電源及母線(xiàn)，其中，所述第一電源向所述母線(xiàn)供電，且所述第二電源為所述第一電源的備用電源。所述電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)還至少包括主控單元、若干通訊單元及若干快速永磁開(kāi)關(guān)單元;所述主控單元分別與各所述通訊單元連接;所述通訊單元與快速永磁開(kāi)關(guān)單元分別--對(duì)應(yīng)連接，且所述第一電源與所述母線(xiàn)之間、所述第二電源與所述母線(xiàn)之間分別接有一個(gè)所述快速永磁開(kāi)關(guān)單元；
[0008]所述主控單元，在所述第一電源出現(xiàn)故障時(shí)通過(guò)控制所述快速永磁開(kāi)關(guān)單元來(lái)控制所述第二電源代替所述第一電源供電；所述通訊單元，在所述主控單元與快速永磁開(kāi)關(guān)單元之間通過(guò)低電壓差分信號(hào)模式傳輸數(shù)據(jù)；
[0009]所述快速永磁開(kāi)關(guān)單元，在所述第一電源出現(xiàn)故障時(shí)斷開(kāi)所述第一電源向所述母線(xiàn)的供電電路，并接通所述第二電源向所述母線(xiàn)的供電電路。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述通訊單元包括發(fā)送模塊和接收模塊;所述發(fā)送模塊，根據(jù)待發(fā)送數(shù)據(jù)向所述接收模塊發(fā)送抗干擾處理后的低電壓差分信號(hào)，所述待發(fā)送數(shù)據(jù)為所述主控單元或快速永磁開(kāi)關(guān)單元發(fā)送的數(shù)據(jù);所述接收模塊，根據(jù)所述發(fā)送模塊傳來(lái)的數(shù)據(jù)輸出所述待發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述接收模塊包括依次連接的接收端網(wǎng)絡(luò)變壓器、自適應(yīng)均衡器及接收端轉(zhuǎn)換器;所述接收端網(wǎng)絡(luò)變壓器，對(duì)所述發(fā)送模塊傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離，并將隔離后的數(shù)據(jù)輸出至所述自適應(yīng)均衡器;所述自適應(yīng)均衡器，對(duì)所述接收端網(wǎng)絡(luò)變壓器處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)均衡處理，并將自適應(yīng)均衡處理處理后的數(shù)據(jù)輸出至所述接收端轉(zhuǎn)換器;所述接收端轉(zhuǎn)換器，根據(jù)所述自適應(yīng)均衡器處理后的數(shù)據(jù)輸出所述待發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)送模塊包括依次連接的LVDS輸出接口、預(yù)加重驅(qū)動(dòng)器及發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器;所述LVDS輸出接口，根據(jù)所述待發(fā)送數(shù)據(jù)輸出對(duì)應(yīng)的LVDS信號(hào);所述預(yù)加重驅(qū)動(dòng)器，對(duì)所述LVDS信號(hào)進(jìn)行預(yù)加重驅(qū)動(dòng)，并將預(yù)加重驅(qū)動(dòng)后的數(shù)據(jù)輸出至所述發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器;所述發(fā)送端網(wǎng)絡(luò)變壓器，對(duì)所述預(yù)加重驅(qū)動(dòng)器處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行電氣隔離，并將隔離后的數(shù)據(jù)發(fā)送至所述接收模塊。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)送模塊還包括與所述LVDS輸出接口連接的編碼器，且所述編碼器對(duì)所述待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行8比特/10比特編碼，并將編碼后的數(shù)據(jù)傳送至所述LVDS輸出接口。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)送模塊與接收模塊之間通過(guò)雙絞線(xiàn)傳輸線(xiàn)數(shù)據(jù)。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述快速永磁開(kāi)關(guān)單元包括相互連接的驅(qū)動(dòng)模塊和快速永磁機(jī)構(gòu);所述驅(qū)動(dòng)模塊在所述主控單元控制下驅(qū)動(dòng)所述快速永磁機(jī)構(gòu)斷開(kāi)或?qū)?，且所述?qū)動(dòng)模塊還用于將所述快速永磁機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)通過(guò)所述通訊單元發(fā)送至所述主控單元。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述快速永磁機(jī)構(gòu)為單穩(wěn)態(tài)快速永磁機(jī)構(gòu)。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主控單元包括中央處理系統(tǒng)、通訊板及人機(jī)接口系統(tǒng)；所述中央處理系統(tǒng)分別與所述通訊板、人機(jī)接口系統(tǒng)連接；
[0018]所述中央處理系統(tǒng)，起核心控制作用；所述通訊板，與所述通訊單元通訊;所述人機(jī)接口系統(tǒng)，用于所述中央處理系統(tǒng)與用戶(hù)進(jìn)行交互。
[0019]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主控單元還包括功能擴(kuò)展插件系統(tǒng)，且所述功能擴(kuò)展插件系統(tǒng)與所述中央處理系統(tǒng)連接。
[0020]上述電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)具有的有益效果為:該電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)中，主控單元，在第一電源出現(xiàn)故障時(shí)通過(guò)控制快速永磁開(kāi)關(guān)單元來(lái)控制第二電源代替第一電源供電。通訊單元，在主控單元與快速永磁開(kāi)關(guān)單元之間通過(guò)低電壓差分信號(hào)模式傳輸數(shù)據(jù)?？焖儆来砰_(kāi)關(guān)單元，在第一電源出現(xiàn)故障時(shí)斷開(kāi)第一電源向母線(xiàn)的供電電路，并接通第二電源向母線(xiàn)的供電電路。
[0021]其中，通訊單元采用的低電壓差分信號(hào)模式在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸過(guò)程中，能夠達(dá)到幾百兆的速率，使得從主控單元發(fā)出分合閘等控制命令到快速永磁開(kāi)關(guān)單元開(kāi)始執(zhí)行命令這一過(guò)程共經(jīng)歷的時(shí)間從十幾毫秒縮短至不到I毫秒。同時(shí)快速永磁開(kāi)關(guān)單元能夠?qū)⒑祥l時(shí)間由傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)的30ms縮短至1ms以?xún)?nèi)，減少70%的合閘時(shí)間，而分閘時(shí)間則縮小至6ms以?xún)?nèi)。因此，該電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)在通訊單元減少了數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間的基礎(chǔ)上又能通過(guò)快速永磁開(kāi)關(guān)單元快速進(jìn)行合閘、分閘操作，對(duì)切換過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)籌優(yōu)化，能顯著的減少整個(gè)切換過(guò)程的時(shí)間，提高了切換速度。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為一實(shí)施例的電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為由圖1所示實(shí)施例電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)中的主控單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3為圖1所示實(shí)施例電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)中的通訊單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4為圖1所示實(shí)施例電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)中的快速永磁開(kāi)關(guān)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了更清楚的解釋本實(shí)用新型提供的電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)，以下結(jié)合實(shí)施例作具體的說(shuō)明。圖1為一實(shí)施例的電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為由圖1所示實(shí)施例電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)中的主控單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖1所示實(shí)施例電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)中的通訊單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為圖1所示實(shí)施例電網(wǎng)電源切換系統(tǒng)中的快速永磁開(kāi)關(guān)單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于帶變頻器的電動(dòng)機(jī)負(fù)荷來(lái)說(shuō)，變頻器將輸入的交流電通過(guò)整流電路變?yōu)橹绷?，為中間的直流母線(xiàn)上的電容充電，再經(jīng)過(guò)逆變電路將電容中的直流電逆變?yōu)榻涣麟姟Ｒ虼俗冾l器中直流母線(xiàn)上的電