應急發(fā)電車自動投退系統(tǒng)的設計與開發(fā)應用

蓋家鵬 郭衛(wèi)國 張忠社

摘? ?要：隨著社會經濟的高速發(fā)展，政府、企業(yè)等單位舉辦的重大活動和重要會議大幅增多。在整個活動的保電過程中，如遇故障停電，需手動啟動應急發(fā)電車對保電區(qū)域進行供電，故障排除后再手動切換至市電供電。保電工作期間手動啟動、手動切換都會產生短時間停電，影響了保電質量。因此研發(fā)一套應急發(fā)電車自動投退系統(tǒng)具有十分重要的現(xiàn)實意義，該系統(tǒng)可以在市電故障時自動啟動應急發(fā)電車，市電恢復時通過檢測同期并網自動切換至市電供電，保障用電需求，縮短故障停電時間，避免了停電產生的負面影響，使保電質量得到大幅提升。

關鍵詞：應急發(fā)電車;自動投退;檢測同期

中圖分類號：TM769? ? ? 文獻標志碼：A

0 前言

目前大部分的應急保電工作一般由應急發(fā)電設備作為備用供電系統(tǒng)執(zhí)行。保電期間當市電線路故障停電后，需要保電人員手動拉開開關、啟動應急發(fā)電車或發(fā)電機，手動合上應急發(fā)電車或發(fā)電機開關恢復供電。操作過程的來回奔波，延長了恢復供電的時間，同時保電人員的高度緊張易引發(fā)誤操作。市電恢復后需要保電人員再次手動操作進行切換，使保電質量大幅下降。

1 研究現(xiàn)狀分析

在保電任務執(zhí)行過程中，當遇到突發(fā)性停電故障時，為了保證供電的可靠性，需要立即啟動應急發(fā)電車進行緊急供電。國外大多數(shù)配電自動化領域的電力系統(tǒng)設備制造廠家，針對應急發(fā)電車自動投切控制系統(tǒng)，進行了深入研究。國內大多數(shù)應急發(fā)電車、發(fā)電機廠家也在積極研究市電斷電后應急電源如何自動投切的裝置，應急電源大多是柴油發(fā)電機，不宜長期運行。國內雖然有研究應急發(fā)電車在市電斷電后發(fā)電機的自動啟動控制策略，但是未見檢測電平變化通過邏輯判斷發(fā)出分合閘信號，發(fā)電機自動檢測同期并網、檢測開關是否確已分合狀態(tài)誤操作措施、市電停電自動發(fā)信息、檢測相序等相關內容。

綜上所述，急需開發(fā)一套應急發(fā)電車自動投退系統(tǒng)，實現(xiàn)通過檢測開關電路、電壓等信號，自動發(fā)送停電信息至保電、檢修等相關人員，斷開市電低電開關，啟動應急發(fā)電車，合上發(fā)電車低壓開關的保電操作過程。市電故障排除后，實現(xiàn)自動投退，將應急發(fā)電車供電區(qū)域負荷切換至市電，停止應急發(fā)電車發(fā)電，回到市電及應急發(fā)電車雙保險保電模式，極大的縮短了停電時間，保障用電穩(wěn)定。

2 系統(tǒng)整體設計和原理

2.1 系統(tǒng)整體設計

應急發(fā)電車自動投退系統(tǒng)主要由進線側開關、多功能控制柜、應急發(fā)電車3個部分組成。如圖1所示。

進線側開關：輸入端連接進線，輸出端連接負載端。

多功能控制柜：與進線側開關并聯(lián)接入進線與負載端，并包括自動控制系統(tǒng)電路、第一開關、第二開關、第三開關。

自動控制系統(tǒng)電路包括單片機、復位電路、脈沖振蕩電路、無線收發(fā)電路模塊。

脈沖振蕩電路檢測進線的電壓變化，當電壓降低至低壓值時，產生高電平脈沖并發(fā)送至單片機;當電壓升高至穩(wěn)定值時，產生低電平脈沖并發(fā)送至單片機。

單片機輸出端連接第一開關、第二開關、第三開關、進線側開關。

第一開關，一端接入進線側開關的輸入端，一端與第二開關和第三開關相接。

第二開關，一端與第一開關和第三開關相接，一端與應急發(fā)電設備相接。

第三開關，一端與第一開關和第二開關相接，一端與進線側開關的輸出端相接。

應急發(fā)電設備：為保電負荷區(qū)域提供應急情況下的供電來源。

2.2 系統(tǒng)原理

應急發(fā)電車自動投退系統(tǒng)的工作原理：利用進線側開關來控制進線和負載端線路的接通和斷開。通過多功能控制柜實時監(jiān)測電壓、電流、功耗等數(shù)據(jù)。采用獨立電源模塊供電方式，檢測脈沖振蕩電路產生的高低電平脈沖，判斷供電狀態(tài)是否正常。利用單片機來斷開和閉合第一開關、第二開關、第三開關來實現(xiàn)應急發(fā)電車的快速接入供電。并通過無線收發(fā)模塊將停電信息自動發(fā)送給保電、檢修等相關人員。市電恢復后，系統(tǒng)進行自動檢測同期并網，待市電穩(wěn)定后，利用單片機控制第一開關、第二開關、第三開關，將發(fā)電車供電快速切換至市電供電。

3 系統(tǒng)功能介紹

3.1 短信報警功能

采用短信貓智能發(fā)送短信的形式，當市電線路發(fā)生故障停電時，控制系統(tǒng)可自動識別市電線路停電狀態(tài)，并根據(jù)現(xiàn)場情況，及時向現(xiàn)場負責保電、檢修等相關人員發(fā)送停電信息，保證問題及時發(fā)現(xiàn)，縮短故障處理時間。

3.2 自動控制功能

系統(tǒng)能夠根據(jù)高低電平的變化，當電壓降低至低壓值時，產生高電平脈沖并發(fā)送至單片機;當電壓升高至穩(wěn)定值時，產生低電平脈沖并發(fā)送至單片機。單片機可以控制第一開關、第二開關、第三開關的斷開或閉合，產生故障時快速地將應急發(fā)電設備接入供電線路中，市電恢復時快速切換至市電供電，實現(xiàn)不停電并網、節(jié)能，避免停電對用戶造成的影響。

3.3 監(jiān)控功能

采用智能采集終端和控制器，對實時數(shù)據(jù)和開關狀態(tài)進行獲取和存儲，通過后臺監(jiān)控系統(tǒng)軟件實時顯示現(xiàn)場數(shù)據(jù)和開關狀態(tài)，提供友好的人機交互界面，方便日常巡檢人員查看和檢修。

3.4 保護功能

系統(tǒng)動態(tài)實時監(jiān)測應急發(fā)電設備的輸出電壓，如果監(jiān)測數(shù)據(jù)不符合供電需求，系統(tǒng)將自動發(fā)送控制信號，強制切斷與負載端的通路，保證負載端的用電穩(wěn)定。

3.5 自動檢測同期功能

自動檢測同期功能主要是在市電恢復后，延遲斷開應急發(fā)電車的供電開關，在市電供電穩(wěn)定后，再斷開應急發(fā)電車，恢復市電供電，這樣極大程度地縮短了停電的時間，保證了負載端的用電穩(wěn)定。

3.6 統(tǒng)計分析功能

系統(tǒng)以曲線和報表的形式展示設備的電壓、電流等相關數(shù)據(jù)信息，根據(jù)信息來分析設備的運行情況。

3.7 日志記錄功能

系統(tǒng)可以根據(jù)年、月、日和自定義時間查詢設備的故障告警信息，統(tǒng)計故障處理的時間、發(fā)電車的投退時間、發(fā)電車投入累計等信息。

4 結語

該文在綜合國內應急發(fā)電自動投退技術的基礎上，加入檢測自發(fā)信息、供電模式切換、檢同期并車、應急手動操作等功能，研究開發(fā)了一套應急發(fā)電車自動投退系統(tǒng)。該系統(tǒng)自動檢測裝置的運行狀況，如遇故障及時發(fā)送短信報警，極大程度地縮短了停電時間。發(fā)電車的自動投退，不僅減少了保電人員工作量，也避免了高度緊張的保電人員在停電中慌亂操作導致誤操作事故發(fā)生，避免停電產生負面的影響，大幅提升企業(yè)形象，促進了社會的和諧發(fā)展。

參考文獻

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