一种智能低压切换系统及其控制方法技术方案

一种智能低压切换系统及其控制方法。涉及电网配电技术领域，具体涉及供电用户区端使用的备用电源自动切换系统及其控制方法。包括主电源模块、备用电源模块、信号采集模块、负载端和智能控制终端；所述主电源模块、备用电源模块并接所述负载端，所述信号采集模块连接所述主电源模块和备用电源模块，用于采集所述主电源模块和备用电源模块电流、电压信号，所述智能控制终端连接控制所述信号采集模块、主电源模块和备用电源模块，用于控制负载端连接所述主电源模块和备用电源模块的自动切换。本发明专利技术操作简单，能够准确地反应此时的电压信号情况，避免备自投电路在开关切换的过程中出现电压纹波以此引起低压断路器的误判的情况。压纹波以此引起低压断路器的误判的情况。压纹波以此引起低压断路器的误判的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种智能低压切换系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电网配电
，具体涉及供电用户区端使用的备用电源自动切换系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着人类的进步和社会的发展，带动工业的持续发展，人类的生活也变得越来越多姿多彩，但是这样高品质的生活同时也对电力的要求越来越苛刻，尤其是负载需要不间断的电力供应，这样特殊的场合需要设立备用电源，目的就是为了保证电力供应的连续性。据统计，我国城乡电网改造后，配电网系统发生的故障中，主网故障仅占到10％，而分支网和客户端故障占到了90％。其中低压用户绝大多数为单一电源供电，供电可靠性差，且低压用户保电任务也逐年增多。
[0003]解决配电网运行安全的最佳途径就是在用户侧安装智能低压切换装置，一是将故障设备快速从系统切除，二是将故障回路快速送电，提高供电的安全性和可靠性。目前国内普遍采用备自投，一是进线备自投，指两路进线中一路进线供电，母联断路器在合位，另一路进线在分为作为备用。当供电进线发生故障时开关断开，备用进线合闸投入，从而恢复供电；二是母联备自投，指两路进线分别供电，母联断路器在分位，当一路进线发生故障时开关断开，母联断路器合闸，使故障进线的负载转移到正常进线供电。而传统备自投装置在采集主电源电压信号时，由于备自投电路在开关切换的过程中会出现电压纹波，此时的电压信号比较复杂，若以此时主电源电压直接作为开关信号的输入，可能会引起断路器的误判，可能会出现开关信号反复变化，以此引起断路器反复开断，影响电路的运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术存在的缺陷，提供了一种稳定可靠、控制精确、能够实时监测并保障用电区的用电质量的智能低压切换系统及其工作方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种智能低压切换系统，包括主电源模块、备用电源模块、信号采集模块、负载端和智能控制终端；
[0006]所述主电源模块、备用电源模块并接所述负载端，
[0007]所述信号采集模块连接所述主电源模块和备用电源模块，用于采集所述主电源模块和备用电源模块电流、电压信号，
[0008]所述智能控制终端连接控制所述信号采集模块、主电源模块和备用电源模块，用于控制负载端连接所述主电源模块和备用电源模块的自动切换。
[0009]所述主电源模块包括依次连接的主交流电源、变压器、主电源低压断路器，所述主电源低压断路器连接所述负载端。
[0010]所述备用电源模块包括依次连接的备用交流电源、变压器、备用电源低压断路器，所述备用电源低压断路器连接所述负载端。
[0011]所述智能控制终端连接控制所述主电源低压断路器和备用电源低压断路器。
[0012]所述信号采集模块包括无线发射端、电压互感器和电流互感器。
[0013]一种智能低压切换系统的控制方法，包括核相告警控制、一侧失电即合控制和闭锁控制；
[0014]所述核相告警控制步骤如下：
[0015]1)、采集主电源模块处的三相电压信号中的其中一相电压Vgrid以及备用电源模块处的三相电压信号中的其中一相电压Vgrid1；
[0016]2)、分别将采集到的电压信号经过一个锁相环得到对应的相位ω1，ω2；
[0017]3)、将两个相位分别经过零阶保持器不断采样，通过将两者的相位进行做差求绝对值；
[0018]4)、若该绝对值小于π/6，则认为两者为同相，否则为异相；
[0019]所述一侧失电即合控制步骤如下：
[0020]1)、采集主电源模块处的电压信号Vgrid，经过一个三相锁相环，得到该电压信号的相位ωt；
[0021]2)、将该相位与采集到的电压进行dq坐标变换，以此得到电压信号的d轴有功分量；
[0022]3)、将电压的d轴有功分量通过零阶保持器不断采样，连续采集一系列的电压信号；
[0023]4)、通过冒泡法对数据进行处理，不断地比较连续一系列采样数据的大小，求得最小值最为最佳采样数据值；记两个相邻的最佳采样值为U
a
，U
b
；
[0024]5)、判断是否成立，若满足，开关信号输出为1，否则为零，此时主供电源低压断路器断开，备用电源低压断路器闭合，备用电源供电；
[0025]6)、开关信号在主、备用电源模块作用后，采集负载处的电压信号Vload，通过一个RMS模块得到Vload的有效值Vreq，将Vreq与Vgrid的正常电压的d轴有功分量Vd进行对比，形成反馈构成一个闭环系统，若在90％Vd
‑
110％Vd之间，则电路正常运行，否则改变当前的主、备用电源的低压断路器的开关状态，以确保电路的正常运行；
[0026]所述闭锁控制步骤如下：
[0027]1)、采集主电源模块处的电压和电流信号；
[0028]2)、通过无线发射端将该电信号传输给智能控制终端计算；
[0029]3)、若计算得主电源模块故障处存在电压时，则智能控制终端判断为带电搭接，此时控制主电源低压断路器断开，进行闭锁操作。
[0030]本专利技术的智能低压切换系统通过智能控制终端对主电源模块、备用电源模块的电信号采集来控制备用电源模块的投切，其控制方法在采集主电源模块电压信号时，通过采用冒泡法对采集的一系列电压信号进行反复的比对，取其最小值作为最终的电压采集值，不但操作简单，而且能够准确地反应此时的电压信号情况，避免备自投电路在开关切换的过程中出现电压纹波以此引起低压断路器的误判的情况。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的系统原理图，
[0032]图2是本专利技术中智能控制端的控制模块的仿真原理图，
[0033]图3是本专利技术中主电源模块的电信号采集仿真原理图，
[0034]图4是本专利技术中备用电源模块的电信号采集仿真原理图，
[0035]图5是本专利技术中负载端的电信号采集仿真原理图，
[0036]图6是本专利技术中核相告警控制中获取初相位w1的仿真原理图，
[0037]图7是本专利技术中核相告警控制中获取初相位w2的仿真原理图，
[0038]图8是本专利技术中核相告警控制中对初相位w1、w2作差求绝对值的仿真原理图，
[0039]图9是本专利技术一侧失电即合控制中获取电压信号的d轴有功分量的仿真原理图，
[0040]图10是本专利技术一侧失电即合控制中判断电压信号值是否满足要求的仿真原理图，
[0041]图11是本专利技术一侧失电即合控制中电压信号Vgrid的有功分量[d]波形图，
[0042]图12是本专利技术一侧失电即合控制中经过判断处理后的主电源低压断路器开关信号波形图，
[0043]图13是本专利技术一侧失电即合控制中负载端的电压Vload波形图，
[0044]图14是本专利技术中的闭锁控制流程图，
[0045]图15是本专利技术中的核相告警控制流程图，
[0046]图16是本专利技术中的一侧失电即合控制流程图，
[0047]图17是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能低压切换系统，其特征在于，包括主电源模块、备用电源模块、信号采集模块、负载端和智能控制终端；所述主电源模块、备用电源模块并接所述负载端，所述信号采集模块连接所述主电源模块和备用电源模块，用于采集所述主电源模块和备用电源模块电流、电压信号，所述智能控制终端连接控制所述信号采集模块、主电源模块和备用电源模块，用于控制负载端连接所述主电源模块和备用电源模块的自动切换。2.根据权利要求1所述的一种智能低压切换系统，其特征在于，所述主电源模块包括依次连接的主交流电源、变压器、主电源低压断路器，所述主电源低压断路器连接所述负载端。3.根据权利要求1所述的一种智能低压切换系统，其特征在于，所述备用电源模块包括依次连接的备用交流电源、变压器、备用电源低压断路器，所述备用电源低压断路器连接所述负载端。4.根据权利要求2或3所述的一种智能低压切换系统，其特征在于，所述智能控制终端连接控制所述主电源低压断路器和备用电源低压断路器。5.根据权利要求1所述的一种智能低压切换系统，其特征在于，所述信号采集模块包括无线发射端、电压互感器和电流互感器。6.一种智能低压切换系统的控制方法，其特征在于，包括核相告警控制、一侧失电即合控制和闭锁控制；所述核相告警控制步骤如下：1)、采集主电源模块处的三相电压信号中的其中一相电压Vgrid以及备用电源模块处的三相电压信号中的其中一相电压Vgrid1；2)、分别将采集到的电压信号经过一个锁相环得到对应的相位ω1，ω2；3)、将两个相位分别经过零阶保持器不断采...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，周慧，赵卿宇，罗鹏，殷远东，毛映迪，
申请(专利权)人：扬州永茂电力建设有限公司国网江苏省电力有限公司扬州供电分公司国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：