应急发电车自动投退系统的设计与开发应用

盖家鹏 郭卫国 张忠社

摘   要：随着社会经济的高速发展，政府、企业等单位举办的重大活动和重要会议大幅增多。在整个活动的保电过程中，如遇故障停电，需手动启动应急发电车对保电区域进行供电，故障排除后再手动切换至市电供电。保电工作期间手动启动、手动切换都会产生短时间停电，影响了保电质量。因此研发一套应急发电车自动投退系统具有十分重要的现实意义，该系统可以在市电故障时自动启动应急发电车，市电恢复时通过检测同期并网自动切换至市电供电，保障用电需求，缩短故障停电时间，避免了停电产生的负面影响，使保电质量得到大幅提升。

关键词：应急发电车;自动投退;检测同期

中图分类号：TM769      文献标志码：A

0 前言

目前大部分的应急保电工作一般由应急发电设备作为备用供电系统执行。保电期间当市电线路故障停电后，需要保电人员手动拉开开关、启动应急发电车或发电机，手动合上应急发电车或发电机开关恢复供电。操作过程的来回奔波，延长了恢复供电的时间，同时保电人员的高度紧张易引发误操作。市电恢复后需要保电人员再次手动操作进行切换，使保电质量大幅下降。

1 研究现状分析

在保电任务执行过程中，当遇到突发性停电故障时，为了保证供电的可靠性，需要立即启动应急发电车进行紧急供电。国外大多数配电自动化领域的电力系统设备制造厂家，针对应急发电车自动投切控制系統，进行了深入研究。国内大多数应急发电车、发电机厂家也在积极研究市电断电后应急电源如何自动投切的装置，应急电源大多是柴油发电机，不宜长期运行。国内虽然有研究应急发电车在市电断电后发电机的自动启动控制策略，但是未见检测电平变化通过逻辑判断发出分合闸信号，发电机自动检测同期并网、检测开关是否确已分合状态误操作措施、市电停电自动发信息、检测相序等相关内容。

综上所述，急需开发一套应急发电车自动投退系统，实现通过检测开关电路、电压等信号，自动发送停电信息至保电、检修等相关人员，断开市电低电开关，启动应急发电车，合上发电车低压开关的保电操作过程。市电故障排除后，实现自动投退，将应急发电车供电区域负荷切换至市电，停止应急发电车发电，回到市电及应急发电车双保险保电模式，极大的缩短了停电时间，保障用电稳定。

2 系统整体设计和原理

2.1 系统整体设计

应急发电车自动投退系统主要由进线侧开关、多功能控制柜、应急发电车3个部分组成。如图1所示。

进线侧开关：输入端连接进线，输出端连接负载端。

多功能控制柜：与进线侧开关并联接入进线与负载端，并包括自动控制系统电路、第一开关、第二开关、第三开关。

自动控制系统电路包括单片机、复位电路、脉冲振荡电路、无线收发电路模块。

脉冲振荡电路检测进线的电压变化，当电压降低至低压值时，产生高电平脉冲并发送至单片机;当电压升高至稳定值时，产生低电平脉冲并发送至单片机。

单片机输出端连接第一开关、第二开关、第三开关、进线侧开关。

第一开关，一端接入进线侧开关的输入端，一端与第二开关和第三开关相接。

第二开关，一端与第一开关和第三开关相接，一端与应急发电设备相接。

第三开关，一端与第一开关和第二开关相接，一端与进线侧开关的输出端相接。

应急发电设备：为保电负荷区域提供应急情况下的供电来源。

2.2 系统原理

应急发电车自动投退系统的工作原理：利用进线侧开关来控制进线和负载端线路的接通和断开。通过多功能控制柜实时监测电压、电流、功耗等数据。采用独立电源模块供电方式，检测脉冲振荡电路产生的高低电平脉冲，判断供电状态是否正常。利用单片机来断开和闭合第一开关、第二开关、第三开关来实现应急发电车的快速接入供电。并通过无线收发模块将停电信息自动发送给保电、检修等相关人员。市电恢复后，系统进行自动检测同期并网，待市电稳定后，利用单片机控制第一开关、第二开关、第三开关，将发电车供电快速切换至市电供电。

3 系统功能介绍

3.1 短信报警功能

采用短信猫智能发送短信的形式，当市电线路发生故障停电时，控制系统可自动识别市电线路停电状态，并根据现场情况，及时向现场负责保电、检修等相关人员发送停电信息，保证问题及时发现，缩短故障处理时间。

3.2 自动控制功能

系统能够根据高低电平的变化，当电压降低至低压值时，产生高电平脉冲并发送至单片机;当电压升高至稳定值时，产生低电平脉冲并发送至单片机。单片机可以控制第一开关、第二开关、第三开关的断开或闭合，产生故障时快速地将应急发电设备接入供电线路中，市电恢复时快速切换至市电供电，实现不停电并网、节能，避免停电对用户造成的影响。

3.3 监控功能

采用智能采集终端和控制器，对实时数据和开关状态进行获取和存储，通过后台监控系统软件实时显示现场数据和开关状态，提供友好的人机交互界面，方便日常巡检人员查看和检修。

3.4 保护功能

系统动态实时监测应急发电设备的输出电压，如果监测数据不符合供电需求，系统将自动发送控制信号，强制切断与负载端的通路，保证负载端的用电稳定。

3.5 自动检测同期功能

自动检测同期功能主要是在市电恢复后，延迟断开应急发电车的供电开关，在市电供电稳定后，再断开应急发电车，恢复市电供电，这样极大程度地缩短了停电的时间，保证了负载端的用电稳定。

3.6 统计分析功能

系统以曲线和报表的形式展示设备的电压、电流等相关数据信息，根据信息来分析设备的运行情况。

3.7 日志记录功能

系统可以根据年、月、日和自定义时间查询设备的故障告警信息，统计故障处理的时间、发电车的投退时间、发电车投入累计等信息。

4 结语

该文在综合国内应急发电自动投退技术的基础上，加入检测自发信息、供电模式切换、检同期并车、应急手动操作等功能，研究开发了一套应急发电车自动投退系统。该系统自动检测装置的运行状况，如遇故障及时发送短信报警，极大程度地缩短了停电时间。发电车的自动投退，不仅减少了保电人员工作量，也避免了高度紧张的保电人员在停电中慌乱操作导致误操作事故发生，避免停电产生负面的影响，大幅提升企业形象，促进了社会的和谐发展。

参考文献

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