反送电风险防范方法、反送电风险防范设备与流程

1.本发明涉及反送电风险防范领域，具体涉及一种反送电风险防范方法、反送电风险防范设备。


背景技术：

2.为提高供电可靠性，电力用户使用双电源或双回路供电，或者在用户侧设置自备应急电源，这使得反送电的源头和安全风险问题越来越复杂，危及配网作业人员和设备的安全。
3.专利文献cn110165786a公开了一种智能低压光伏防反送电监测控制系统，公网通过供电公司计量柜进入用户端的户内配电箱，户内配电箱与用户内部负荷相连通；光伏电站及逆变器通过交流并网开关与用户侧发电计量箱相连接，光伏发电经发电计量电能表接入户内配电箱中直接向用户内部负荷供电或者向公网侧输送电能，该系统主要由操作机构和控制机构组成；操作机构置于供电公司计量柜中，用于切断、闭合公网与用户侧的之间的连接，其由操作单元、电机和开关组成，操作单元接收分合闸信号并控制电机动作，电机控制开关的打开和关闭以实现切断、闭合公网与用户侧的之间的连接；控制机构由电压监测单元、控制单元以及通信模块组成，置于公网侧；控制机构的电压监测单元与操作机构的操作单元彼此连接实现分合闸信号传输；电压监测单元对公网电压实时监测并向控制单元输出信号，控制单元分析电压监测单元采集的电压，并向操作单元发出控制信号，以实现开关打开或闭合；控制单元采集开关动作信号并传递给通信模块，通信模块即时向运维人员发送开关状态信息。该技术方案适用于发生反送电后的应急断路处理，不能实现反送电风险防范。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种反送电风险防范方法、反送电风险防范设备，以降低多电源用户向电网侧的反送电风险。
5.本发明的技术方案是：
6.一种反送电风险防范方法，主电源、主路开关和负载串联连接，备用电源、辅路开关与负载串联连接，包括以下步骤：
7.监测主电源电压；
8.若主电源供电电压出现质量缺陷并持续时长m秒，则断开主路开关，并锁定处于断开状态的主路开关；
9.在主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒后，解锁主路开关。
10.进一步的，在主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒后，还断开辅路开关，合闸主路开关。
11.优选的，所述质量缺陷包括欠压和失压。
12.优选的，m＝1～5，n＝1～5。
13.一种反送电风险防范设备，包括电压感测器、主路开关和闭锁器；所述电压感测器用于感测主电源供电电压，在主电源供电电压持续时长m秒存在质量缺陷时，所述电压感测器输出主路开关断开信号，在主电源供电电压持续时长n秒恢复额定电压时，所述电压感测器输出主路开关解锁信号；所述主路开关响应所述主路开关断开信号，切换入断路模式并输出主路开关闭锁信号；所述闭锁器优先级响应所述主路开关解锁信号，解锁所述断路开关，所述闭锁器次级响应所述主路开关闭锁信号，锁定所述断路开关。
14.优选的，所述电压感测器包括电压传感器、电压采样电路、模数转换器和控制处理器，所述电压传感器的输出端与所述电压采样电路的输入端电连接，所述电压采样电路的输出端与所述模数转换器的模拟输入端电连接，所述模数转换器的数字输出端与所述控制处理器的输入端电连接，所述控制处理器的输出端分别与所述主路开关的控制端、所述闭锁器的驱动端电连接。
15.优选的，还包括辅路控制开关，所述主路开关为控制开关，所述控制处理器的输出端还分别与所述辅助控制开关的控制端、所述主路开关的控制端电连接。
16.优选的，所述闭锁器包括壳体、电磁铁、闭锁杆和复位件，所述闭锁杆与所述壳体滑动连接，所述闭锁杆上固定有软磁片，所述电磁铁设置在所述壳体的一端，用于与所述软磁片配合带动闭锁杆运动，所述复位件用于复位所述闭锁杆。
17.本发明的有益效果是：
18.1.若主电源供电电压出现质量缺陷并持续时长m秒，则断开主路开关，并锁定处于断开状态的主路开关，在断开主路开关后锁定主路开关，可以避免合闸引起的主电源通过负载电路与备用电源连接引起的反送电风险。设置主电源供电电压出现质量缺陷并持续时长m秒，可以避免电网电压瞬时波动、闪变引起的主路开关误跳闸问题。在主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒后，解锁主路开关，提供了合闸主路开关的条件。设置主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒，可以避免电网瞬间电引起主路开关误解锁及其衍生的风险。
19.2.在主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒后，还断开辅路开关，合闸主路开关。一般的，同时断开辅路开关、合闸主路开关，或者，在断开辅路开关后及时合闸主路开关。这样，可以在恢复主电源供电的同时避免主电源、备用电源同时供电引起的供电事故。
20.3.一般的，电压低于额定电压的75％即认为供电电压出现质量缺陷。
21.4.m最好为2，n最好为2，这样能够兼顾电网电压瞬时波动、闪变引起的误跳闸和供电连续性。
22.5.闭锁器优先级响应主路开关解锁信号，解锁断路开关，闭锁器次级响应主路开关闭锁信号，锁定断路开关。即为，若闭锁器未接收到主路开关解锁信号，但接收到了主路开关闭锁信号，则闭锁器次级响应主路开关闭锁信号，锁定断路开关；若闭锁器同时接收到主路开关解锁信号和主路开关闭锁信号，则闭锁器解锁断路开关。若主电源供电电压出现质量缺陷并持续时长m秒，则断开主路开关，并锁定处于断开状态的主路开关，在断开主路开关后锁定主路开关，可以避免合闸引起的主电源通过负载电路与备用电源连接引起的反送电风险。设置主电源供电电压出现质量缺陷并持续时长m秒，可以避免电网电压瞬时波动、闪变引起的主路开关误跳闸问题。在主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒后，解锁主路开关，提供了合闸主路开关的条件。设置主电源供电电压恢复额定电压并持续时
长n秒，可以避免电网瞬间电引起主路开关误解锁及其衍生的风险。
23.6.控制处理器功能强大，可以节约大量的元件构造出反送电风险防范设备，成本低，自动化程度高。
24.7.还包括辅路控制开关，主路开关为控制开关，控制处理器的输出端还分别与辅助控制开关的控制端、主路开关的控制端电连接，这样可以通过控制处理器实现自动断开辅路开关，合闸主路开关。
25.8.闭锁器包括壳体、电磁铁、闭锁杆和复位件时，可以实现机械闭锁，其闭锁效果强于电气闭锁。
附图说明
26.图1为一种双电源供电的电路图。
27.图2为一种反送电风险防范设备的电路图之一；
28.图3为一种反送电风险防范设备的电路图之二；
29.图4为一种反送电风险防范设备的电路图之三。
30.图5为又一种反送电风险防范设备的电路图之一；
31.图6为又一种反送电风险防范设备的电路图之二。
32.图7为一种反送电风险防范设备的闭锁器的结构图。
33.附图标记说明，1-壳体，2-闭锁杆，21-软磁片，3-电磁铁，4-复位件。
具体实施方式
34.下面结合附图，以实施例的形式说明本发明，以辅助本技术领域的技术人员理解和实现本发明。除另有说明外，不应脱离本技术领域的技术知识背景理解以下的实施例及其中的技术术语。
35.实施例1：一种反送电风险防范方法，参见图1，主电源1、主路开关dl1和负载串联连接，备用电源2、辅路开关dl2与负载串联连接，包括以下步骤：
36.监测主电源1电压；现有技术中，电压互感器pt、压敏电阻等均可以监测电压。
37.若主电源供电电压出现质量缺陷并持续时长m秒，认为主电源供电异常，则断开主路开关dl1，并锁定处于断开状态的主路开关dl1；锁定处于断开状态的主路开关dl1意为不能合闸主路开关dl1。
38.在主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒后，认为主电源供电恢复正常，解锁主路开关。解锁主路开关意为可以自由操作主路开关，比如合闸主路开关。
39.一般地，在解锁主路开关后，同时断开辅路开关、合闸主路开关，或者，在断开辅路开关后及时合闸主路开关。
40.本发明中，质量缺陷包括欠压和失压。电压低于额定电压的75％即认为供电电压出现质量缺陷。
41.本发明中，m＝1～5，n＝1～5。在本实施例中，m取2，n取2，这样能够兼顾电网电压瞬时波动、闪变引起的误跳闸和供电连续性。
42.若主电源供电电压出现质量缺陷并持续时长m秒，则断开主路开关，并锁定处于断开状态的主路开关，在断开主路开关后锁定主路开关，可以避免合闸引起的主电源通过负
载电路与备用电源连接引起的反送电风险。设置主电源供电电压出现质量缺陷并持续时长m秒，可以避免电网电压瞬时波动、闪变引起的主路开关误跳闸问题。在主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒后，解锁主路开关，提供了合闸主路开关的条件。设置主电源供电电压恢复额定电压并持续时长n秒，可以避免电网瞬间电引起主路开关误解锁及其衍生的风险。
43.应用实施例1的方法可以制作一种反送电风险防范设备，它包括电压感测器、主路开关和闭锁器。其中，电压感测器包括电压传感器，电压传感器可以是电压互感器、压敏电阻。主路开关可以是断路器、接触器、手动开关。闭锁器可以机械闭锁、解锁主路开关，也可以电气闭锁、解锁主路开关。
44.实施例2：一种反送电风险防范设备，参见图2-4，包括电压感测器、与门电路&和主路开关。
45.本实施例中，电压感测器包括电压传感器、电压采样电路、模数转换器和控制处理器，电压传感器的输出端与电压采样电路的输入端电连接，电压采样电路的输出端与模数转换器的模拟输入端电连接，模数转换器的数字输出端与控制处理器的输入端电连接。本实施例中，电压传感器选择电压互感器pt1，在其它实施例中，电压传感器还可以选择压敏电阻等。
46.本实施例中，控制处理器选择内置有模数转换器的单片机，型号选择stm8s105型单片机，其引脚18-22复用为adc功能引脚。在其它实施例中，控制处理器还可以选择plc、工控机等。
47.本实施例中，控制处理器的软件和与门电路&配合实现闭锁器功能。即其引脚42输出低电平信号对应于主路开关闭锁信号，其引脚42输出高电平信号对应于主路开关解锁信号。其引脚41输出低电平信号对应于主路开关断开信号，其引脚41输出高电平信号对应于主路开关合闸信号。
48.主路开关可以是断路器、接触器，本实施例中，主路开关选择接触器km1，其辅助触点可以输出主路开关断开状态信号。
49.使用时，在主电源供电电压持续时长m秒存在质量缺陷时及其后，电压感测器需要输出主路开关断开信号，此时，控制处理器引脚41输出低电平信号，引脚42输出低电平信号，与门电路&输出信号a31为低电平信号，信号a31驱动开关q301负载端断开，接触器km1线圈断电，接触器km1负载端断开，实现主路开关的断开。由于引脚42输出低电平信号，即使引脚41输出高电平信号，与门电路&输出信号a31为低电平信号，实现锁定处于断开状态的主路开关的目的。在主电源供电电压持续时长n秒恢复额定电压时及其后，电压感测器输出主路开关解锁信号，也即控制处理器引脚42输出高电平信号，此时，控制处理器引脚41输出低电平信号，接触器km1线圈断电，接触器km1负载端断开，控制处理器引脚41输出高电平信号，接触器km1线圈带电，接触器km1负载端合闸。
50.结合以上内容可以得出，由于主路开关是npn型开关，因此，闭锁器功能是由控制处理器的软件和与门电路配合实现的。结合本领域公知常识，如果主路开关是pnp型开关，此时，闭锁器功能是由控制处理器的软件和与非门电路配合实现的。
51.参见图2-4，本实施例中，反送电风险防范设备还包括辅路开关km2，增设辅助开关km2后，可以实现同时断开辅路开关、合闸主路开关，或者，在断开辅路开关后及时合闸主路
开关的功能。使用时，解锁主路开关后，控制处理器引脚42输出低电平，即可断开辅路开关，同时或之后控制处理器引脚41输出高电平，即可合闸主路开关。
52.实施例3：一种反送电风险防范设备，参见图2、5-7，包括电压感测器、主路开关和闭锁器。
53.本实施例中，电压感测器包括电压传感器、电压采样电路、模数转换器和控制处理器，电压传感器的输出端与电压采样电路的输入端电连接，电压采样电路的输出端与模数转换器的模拟输入端电连接，模数转换器的数字输出端与控制处理器的输入端电连接。本实施例中，电压传感器选择电压互感器pt1，在其它实施例中，电压传感器还可以选择压敏电阻等。
54.本实施例中，控制处理器选择内置有模数转换器的单片机，型号选择stm8s105型单片机，其引脚18-22复用为adc功能引脚。在其它实施例中，控制处理器还可以选择plc、工控机等。本实施例中，控制处理器的引脚41输出低电平信号对应于主路开关断开信号，其引脚41输出高电平信号对应于主路开关合闸信号。
55.主路开关可以是断路器、接触器，本实施例中，主路开关选择接触器km1，其辅助触点可以输出主路开关断开状态信号。
56.参见图7，本实施例中，闭锁器包括壳体1、电磁铁3、闭锁杆2和复位件4，闭锁杆2与壳体1移动副连接，闭锁杆2上固定有软磁片21，本实施例中，复位件4选择压簧，因此，电磁铁3和复位件4设置在软磁片21的同一侧，若复位件4选择拉簧，则电磁铁3和复位件4设置在软磁片21的两侧。电磁铁3通电后，吸引软磁片21带动闭锁杆2克服复位件4的拉力靠近电磁铁，闭锁杆2缩回。电磁铁3断电后，软磁片21快速消磁，复位件4带动闭锁杆2和软磁件21复位，闭锁杆2伸出。使用时，闭锁器与主路开关固定连接，并使闭锁杆2缩回时，不影响主路开关的断开或合闸动作，闭锁杆2伸出时，阻碍主路开关由断开切换为合闸状态。
57.使用时，在主电源供电电压持续时长m秒存在质量缺陷时及其后，电压感测器需要输出主路开关断开信号，此时，控制处理器引脚41输出低电平信号，信号a31驱动开关q301负载端断开，接触器km1线圈断电，接触器km1负载端断开，实现主路开关的断开。接触器km1负载端断开后，其辅助触点对应的电路输出en22为高电平信号，控制处理器引脚43输出低电平信号，开关q321负载端断开，接触器km3线圈断电，接触器km3负载端断开，电磁铁3断电，闭锁杆2伸出，实现锁定处于断开状态的主路开关的目的。在主电源供电电压持续时长n秒恢复额定电压时及其后，电压感测器输出主路开关解锁信号，也即控制处理器引脚43输出高电平信号，开关q321负载端闭合，接触器km3线圈通电，接触器km3负载端闭合，电磁铁3通电，闭锁杆2缩回，实现解锁主路开关的目的。
58.参见图2、5-6，本实施例中，反送电风险防范设备还包括辅路开关km2，增设辅助开关km2后，可以实现同时断开辅路开关、合闸主路开关，或者，在断开辅路开关后及时合闸主路开关的功能。使用时，解锁主路开关后，控制处理器引脚42输出低电平，即可断开辅路开关，同时或之后控制处理器引脚41输出高电平，即可合闸主路开关。
59.上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明。应当明白，实践中无法穷尽地说明所有可能的实施方式，在此通过举例说明的方式尽可能的阐述本发明得发明构思。在不脱离本发明的发明构思、且未付出创造性劳动的前提下，本技术领域的技术人员对上述实施例中的技术特征进行取舍组合、具体参数进行试验变更，或者利用本技术领域的现有
技术对本发明已公开的技术手段进行常规替换形成的具体的实施例，均应属于为本发明隐含公开的内容。