一种应急供电系统及无功补偿装置的控制方法与流程

本发明涉及配电系统，具体涉及一种应急供电系统及无功补偿装置的控制方法。

背景技术：

1、功率因数无功补偿技术作为主要的节能、提高经济性的技术措施，广泛应用于中、低压配电系统中，它能提升供电系统的稳定性，提高功率因数，降低变压器、输电线路的功率损耗，以达到节能降耗的目的。

2、在后处理厂设计中，电气系统设置了应急供电系统(安全级)为厂区内的安全级和安全相关级负荷供电，以保证在设计基准事故工况下执行安全功能，防止发生核临界、放射性物质外泄等核安全事故。应急供电系统(安全级)由400v应急柴油发电机组(安全级)及应急低压配电系统构成，其安全等级为放化安全级，抗震等级为抗震ⅰ类，质保等级为qa1级。由于开发安全级电容补偿柜涉及安全级鉴定、软件认证等多项内容，加之市场原因，市面上无在售的安全级电容补偿柜产品。而采用无功补偿技术能够在设施运行期间显著地降低电能线路损耗，达成企业对于经济运行的需求，因此在后处理厂电气设计中，亟需一种应急供电系统(安全级)无功补偿的设计方法。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于解决现有技术中安全级应急供电系统不具备无功补偿功能的问题，从而提供一种应急供电系统及无功补偿装置的控制方法。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种应急供电系统，包括：第一开关电路、第二开关电路、第三开关电路、失压脱扣器、分励脱扣器及nr(s)级补偿装置，其中，第一开关电路，其第一端与市电及失压脱扣器的第一端连接，其第二端与失压脱扣器的第二端连接，其第三端与第二开关电路的第一端、第三开关电路的第一端及负载连接，其第四端与不间断电源连接，其第五端与分励脱扣器的第一端连接；第二开关电路，其第二端与发电机连接；分励脱扣器，其第二端与第三开关电路的第二端连接；第三开关电路，其第三端与nr(s)级补偿装置的控制端连接；当市电故障时，失压脱扣器断开后，第一开关电路断开、分励脱扣器通过不间断电源得电后，第三开关电路断开，使得nr(s)级补偿装置退出运行，之后第二开关电路闭合，发电机为负载供电；当市电正常时，失压脱扣器闭合后，第一开关电路闭合、第二开关电路断开，市电为负载供电，之后分励脱扣器失电，使得第三开关电路闭合，nr(s)级补偿装置投入运行。

4、本发明提供的应急供电系统，可解决后处理厂安全级应急供电系统，设计中因缺少安全级电容补偿柜产品而无法设置无功补偿的缺陷，提供一种利用nr(s)级补偿装置进行无功补偿的设计方法，消除非安全设备接入安全级系统对系统独立性带来的影响，不破坏后处理厂安全原则。在市电正常时控制nr(s)级补偿装置投入进行无功补偿，解决了相关技术中安全级应急供电系统没有无功补偿功能的缺陷，提升系统的稳定性、提高功率因数、降低电能损耗，从而提高供电效率、提升系统运行经济性；在市电故障、发电机投入使用时，控制nr(s)级补偿装置断开，避免nr(s)级补偿装置影响发电机供电，保证发电机正常工作。

5、在一种可选的实施方式中，当市电的电压低于失压脱扣器的预设电压时，失压脱扣器断开。

6、本发明提供的应急供电系统，当市电故障时电压下降，失压脱扣器能够自动快速断开，从而使供电系统快速切换供电状态，故障响应速度快、自动化程度高。

7、在一种可选的实施方式中，第一开关电路包括：第一断路器及辅助触点，其中，第一断路器，其第一端与市电及失压脱扣器的第一端连接，其第二端与失压脱扣器的第二端连接，其第三端与第二开关电路的第一端、第三开关电路的第一端及负载连接；辅助触点，其第一端与不间断电源连接，其第二端与分励脱扣器的第一端连接；当第一断路器断开时，辅助触点闭合，不间断电源为分励脱扣器供电。

8、本发明提供的应急供电系统，将第一断路器与辅助触点设置为联锁，以当市电故障第一断路器断开时，辅助触点同时闭合，从而快速接通不间断电源与分励脱扣器之间的电路，使分励脱扣器能够快速得电提高供电系统的自动化程度。

9、在一种可选的实施方式中，第二开关电路包括：第二断路器，其第一端与发电机连接，其第二端与第一断路器的第三端连接；当第一断路器及第三开关电路断开后，第二断路器闭合，发电机为负载供电。

10、在一种可选的实施方式中，第三开关电路包括：第三断路器，其第一端与第一断路器的第三端连接，其第二端与分励脱扣器的第二端连接，其第三端与nr(s)级补偿装置的控制端连接；当第一断路器断开、分励脱扣器通过不间断电源得电后，第三断路器断开。

11、本发明提供的应急供电系统，当市电故障使第一断路器断开时，第三断路器立即断开，使nr(s)级补偿装置退出运行，防止后续发电机投入运行时，nr(s)级补偿装置可能向供电系统倒送无功功率而引起发电机保护停机，提高系统的可靠性，保证系统正常供电。

12、在一种可选的实施方式中，应急供电系统还包括：中间继电器，其第一端与第一开关电路的第五端连接，其第二端与分励脱扣器的第一端连接；当第一断路器断开、辅助触点闭合后，中间继电器导通，使得不间断电源为分励脱扣器供电。

13、本发明提供的应急供电系统，辅助触点与中间继电器为电路提供双重保障，避免辅助触点误动作使分励脱扣器得电或失电，导致nr(s)级补偿装置误退出或误投入，提高系统的可靠性。

14、在一种可选的实施方式中，第三开关电路的第三端与nr(s)级补偿装置的控制端通过安全级电缆连接。

15、本发明提供的应急供电系统，安全及电缆可以保证在地震、火灾等灾害下应急供电系统仍能为负载供电，提升应急供电系统应对灾害的能力，提高应急供电系统的可靠性。

16、在一种可选的实施方式中，应急供电系统还包括：电流互感器，其第一端与第一断路器的第三端连接，其第二端与第二断路器的第二端、第三断路器的第一端及负载连接，其第三端与nr(s)级补偿装置的控制端连接；nr(s)级补偿装置根据电流互感器的电流信号进行无功补偿计算。

17、第二方面，本发明提供一种无功补偿装置的控制方法，应用于第一方面的供电系统，方法包括：控制第一断路器及第三断路器闭合，并控制辅助触点及第二断路器断开，使得市电为负载供电、nr(s)级补偿装置投入运行；当市电故障时，失压脱扣器断开后，第一断路器断开、辅助触点闭合；分励脱扣器得电后，第三开关电路断开，使得nr(s)级补偿装置退出运行，之后第二开关电路闭合，发电机为负载供电；当市电正常时，失压脱扣器闭合后，第一断路器闭合、第二断路器断开，市电为负载供电，之后分励脱扣器失电，使得第三断路器闭合，nr(s)级补偿装置投入运行。

18、本发明提供的无功补偿装置的控制方法，在市电正常时控制nr(s)级补偿装置投入进行无功补偿，解决了相关技术中安全级应急供电系统没有无功补偿功能的缺陷，提升系统的稳定性、提高功率因数、降低电能损耗，从而提高供电效率、提升系统运行经济性；在市电故障、发电机投入使用时，控制nr(s)级补偿装置断开，避免nr(s)级补偿装置影响发电机供电，保证发电机正常工作。

19、在一种可选的实施方式中，辅助触点闭合后，分励脱扣器得电控制第三开关电路断开的过程，包括：辅助触点闭合后，中间继电器得电闭合，不间断电源为分励脱扣器供电后，第三开关电路断开。