CN102545376A - 一种220kV线路故障的备自投系统 - Google Patents

一种220kV线路故障的备自投系统 Download PDF

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本发明公开了一种220kV线路故障的备自投系统,供电片区内的220KV变电站站点与供电片区外220KV变电站站点通过主供线路连接,供电片区外的110KV变电站站点与供电片区外的220KV变电站站点通过主供线路连接,供电片区外的110KV变电站站点之间分别通过主供线路连接,供电片区内的220KV变电站站点与供电片区外的110KV变电站站点之间分别通过备自投线路连接;根据本发明能尽快将220kV变电站的110kV备自投线路合上,解决了现有备自投装置受制于站点及运行方式的不足,提高电网供电和运行的可靠性。

Description

一种220kV线路故障的备自投系统
技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统及其自动化技术领域,特别涉及一种220kV线路故障由 IlOkV线路转供的备自投技术。
背景技术
[0002] 随着电网内电源和电网建设的快速发展,电网传输容量不断提升,电网的安全稳定性问题(尤其是短路电流问题)日益严重。在负荷集中地区220kV及以上变电站存在严重的短路电流超标及电网结构性限电问题。为了有效降低短路电流,优化潮流分布,不得不在越来越多的供电区域采取解环分区的供电方式,虽然通过变电站母线分列运行、联络线热备用等方式实现片区供电可以有效降低相关站点的短路电流问题,但却降低了站点的供电可靠性,给电网运行带来不同程度的风险;为了解决上述问题,近几年来,电网已在220kV 及以上主网配置了大量备自投装置,这些备自投装置发挥着重要的保供电作用,大大提高了供电片区站点的供电可靠性,但在电网的长期运行中发现,单一的220kV及以上的主网的备自投装置配置方式或单一的220kV以下电网的备自投装置配置方式已不能满足提高供电片区站点供电可靠性的需要,在电网的实际运行和建设中存在以下几点不足:(1) 220kV站点及线路有限,受制于电网建设现状及电网运行方式,有限的220kV站点及线路无法形成强大的备自投装置覆盖网,当解环分区的220kV供电片区因线路故障失电时,易形成孤岛电网,无法保证片区电网的电压及功角稳定;(2)受主变容量限制,当重负荷线路发生故障时,突增负荷的转移可能会引起220kV站点及其他站点线路的安全稳定性问题;(3) 单一的220kV及以上主网的备自投装置的配置形式不够灵活,无形中加大了投资成本,限制了备自投装置配置的覆盖面。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题:提供一种220kV线路故障的备自投系统,以解决: 1.220kV站点及线路有限,受制于电网建设现状及电网运行方式,有限的220kV站点
及线路无法形成强大的备自投装置覆盖网,当解环分区的220kV供电片区因线路故障失电时,易形成孤岛电网,无法保证片区电网的电压及功角稳定问题;
2.受主变容量限制,当重负荷线路发生故障时,突增负荷的转移可能会引起220kV站点及其他站点线路的安全稳定性问题;
3.单一的220kV及以上主网的备自投装置的配置形式不够灵活,无形中加大了投资成本,限制了备自投装置配置的覆盖面。
[0004] 本发明技术方案:
一种220kV线路故障的备自投系统,供电片区内的220KV变电站站点与供电片区外 220KV变电站站点通过主供线路连接,供电片区外的110KV变电站站点与供电片区外的 220KV变电站站点通过主供线路连接,供电片区外的110KV变电站站点之间分别通过主供线路连接,供电片区内的220KV变电站站点与供电片区外的110KV变电站站点之间分别通过备自投线路连接。
[0005] 220kV线路故障的备自投系统,它包括备自投控制系统,其包括:
检测单元,用于检测现场基础数据,与备自投装置投入启动判断单元电连接; 备自投装置投入启动判断单元,用于判断备自投装置是否启动,与启动备自投装置控制单元电连接;
启动备自投装置控制单元,用于启动备自投装置的线路备自投逻辑,跳开主供组运行线路开关,与主线路开关状态判断单元电连接;
主线路开关状态判断单元,用于判断主供线路开关状态,与设置线路备自投优先级单元电连接;
设置线路备自投优先级单元,用于记录备投组中预设备投优先级的最大值,设置当前备投优先级,与备自投优先级与预设线路优先级比较单元电连接;
备自投优先级与预设线路优先级比较单元,用于将当前备投优先级与备投组中预设备投优先级的最大值进行比较,与启动前备自投条件判断单元电连接;
启动前备自投条件判断单元,判断当前备投优先级对应的备自投元件的备投状态,与切小电源和负荷判断单元和备自投优先级增加控制单元电连接;
切小电源和负荷判断单元,根据运行工况判断是否需要切小电源和负荷,与切小电源和负荷单元和备自投线路控制单元电连接;
切小电源和负荷单元,根据切小电源和负荷判断单元的判断结果,切除逻辑判断所需切除的小电源和负荷,并等待预设线路自投小电源与负荷线路跳闸,与备自投线路控制单元电连接;
备自投线路控制单元,控制当前备投线路开关闭合,与两侧母线判断单元电连接; 两侧母线判断单元,在预设线路自投开关合闸等待延时内检测两侧母线是电压,与备自投优先级增加控制单元电连接;
备自投优先级增加控制单元,用于将当前备投优先级加1,并将加1后的备投优先级作为当前备投优先级,与备自投优先级与预设线路优先级比较单元电连接。
[0006] 本发明的有益效果:
本发明突破传统的单一 220kV备自投或单一的IlOkV备自投思维的限制,实现了跨电压等级的备自投配置及备自投优先级判断,实现了 220kV、110kV变电站间的备自投配置, 由此可以充分、灵活地利用IlOkV与220kV变电站之间的现有线路进行备自投配置,或在需要建设备自投线路时,同等情况下,建设1 IOkV与220kV之间的1 IOkV备自投线路投资将低于220kV与220kV变电站之间的220kV备自投线路投资,在满足电网运行要求的基础上,适当调整相应110kV、220kV变电站线路的主备用关系,灵活配置各变电站间的备自投装置; 当220KV主供线路故障时,启用跨电压等级的备自投线路,本发明利用跨电压等级变电站之间进行线路备自投配置,以及备自投线路进行优先级筛选配置,由此可以实现的优点在于:减少传统备自投线路配置受制于单一电压等级而新建线路投资、克服单一电压等级备自投配置的形式单一或受制于区域电网中220kV站点较少等不利条件,因此产生的相应效益克服了传统备自投配置的缺点;
根据本发明的备自投控制系统,能够在满足不同类型的备自投充电条件下,执行不同的备自投控制方式,可配置于常规220kV变电站点及IlOkV变电站点,可适用于各种灵活的运行方式及变电站线路备自投的配置方式,当某运行方式下的全部工作电源跳间时,根据本发明能尽快将220kV变电站的IlOkV备自投线路合上,解决了现有备自投装置受制于站点及运行方式的不足,提高电网供电和运行的可靠性。
[0007] 本发明的技术方案与现有备自投装置的配置方式相比有如下优点:
1)适用于多电压等级的变电站线路备自投装置的跨电压等级站点的交叉配置,配置方式灵活,可根据现有电网结构及电网运行方式进行合理配置,不受制于站点及运行方式,能够最大化地节约投资成本,实现备自投装置配置方式的优化;
2)拓宽了电网建设和电网备自投装置配置方式的思路,丰富了各电压等级的变电站站点的备自投装置的配置形式,提高了主网及片区电网的供电可靠性;
3)适用于末端电源少的片区电网线路备自投装置的配置,缓解了解环分区供电带来的供电可靠性降低的压力,其推广应用将进一步加强了现有电网结构和运行方式的可靠性, 保障电网的安全稳定性。
[0008] 附图说明:
图1为本发明实施例硬件连接示意图; 图2为本发明控制系统功能模块框图; 图3为本发明控制时序图。
[0009] 具体实施方式:
下面结合附图对本发明进行进一步说明:
本发明旨在提供一种220kV线路故障的备自投系统,其适用于供电片区内220kV变电站的IlOkV侧线路及IlOkV变电站的常规的主接线形式,本发明重在突破传统的单一电压等级的备自投装置的配置思维,重点要求实现220kV及IlOkV站点的备自投装置的跨电压等级交叉配置,充分利用现有电网结构及运行方式,能够使提高解环分区的片区电网供电可靠性的成本最小化,如图1所示,220kV线路故障的备自投系统,它包括供电片区内 220KV变电站Bl站点与供电片区外220KV变电站Al站点通过主供线路连接,供电片区外 1IOKV变电站A2站点与220KV变电站Al站点通过主供线路连接,供电片区外1IOKV变电站 A3站点与供电片区外110KV变电站A2站点通过主供线路连接,供电片区内220KV变电站 Bl站点与供电片区外110KV变电站A2站点和供电片区外110KV变电站A3站点分别通过备自投线路连接,增加供电片区内220KV站点到供电片区外110KV侧线路备自投,实现B1A3 和B1A2之间的备自投线路连接,应用本发明可以实现对220kV的Bl站点的IlOkV侧线路 A2和A3站点和周围IlOkV站点的IlOkV线路的充分利用,当BlAl (220KV)主供线路故障时,可以通过在B1A2和B1A3之间设置110KV跨电压等级备自投线路投入运行,灵活的线路备自投方式能够减小提高片区电网供电可靠性的成本,当某运行方式下的全部工作电源跳闸时,根据本发明方案,都能尽快将220kV变电站的IlOkV热备用线路合上,提高电网供电的可靠性。
[0010] 220kV线路故障的备自投系统,供电片区内的220KV变电站站点与供电片区外 220KV变电站站点通过主供线路连接,供电片区外的110KV变电站站点与供电片区外的 220KV变电站站点通过主供线路连接,供电片区外的110KV变电站站点之间分别通过主供线路连接,其特征在于:供电片区内的220KV变电站站点与供电片区外的110KV变电站站点之间分别通过备自投线路连接。
[0011] 一种220kV线故障由IlOkV线转供的备自投系统,还包括备自投控制系统(见图 2),其包括:
检测单元,用于检测现场基础数据如开关状态信息等,与备自投装置投入启动判断单元通过导线连接,检测主供线路上的各开关状态和备投线路上的各开工状态及母线电压;
备自投装置投入启动判断单元,用于判断备自投装置是否启动,判断是否满足备自投装置的线路自投启动条件,若不满足,继续检测判断是否满足备自投装置的线路自投启动条件,如果满足启动,则进入启动备自投装置控制单元,与启动备自投装置控制单元通过数据读取函数连接;
启动备自投装置控制单元,用于启动备自投装置的线路备自投逻辑,跳开主供组运行线路开关,与主线路开关状态判断单元通过数据读取函数连接;
主线路开关状态判断单元,在预设线路自投开关跳闸等待延时Tt内检测所有主供线路开关是否处于分位判断主供线路开关状态,如果住供线路开关在闭合状态,则备自投失败, 与设置线路备自投优先级单元通过数据读取函数连接;
设置线路备自投优先级单元,用于记录备投组中预设备投优先级的最大值M,设置当前备投优先级为1 ;与备自投优先级与预设线路优先级比较单元数据读取函数连接;
备自投优先级与预设线路优先级比较单元,用于将当前备投优先级与备投组中预设备投优先级的最大值M进行比较,判断当前备投优先级是否大于最大值M,若是,则备自投失败,若否,则进入启动前备自投条件判断单元,与启动前备自投条件判断单元通过数据读取函数连接;
启动前备自投条件判断单元,判断当前备投优先级对应的备自投元件在启动前的某个预设时间点是否在可备投状态,如是则进入切小电源和负荷判断单元,若否,则进入备自投装置投入启动判断单元开始进行判断。与切小电源和负荷判断单元和备自投装置投入启动判断单元通过数据读取函数连接;
切小电源和负荷判断单元,根据运行工况判断是否需要切小电源和负荷,与切小电源和负荷单元和备自投线路控制单元通过数据读取函数连接;
切小电源和负荷单元,根据切小电源和负荷判断单元的判断结果,如果需要切小电源盒负荷单元,则切除逻辑判断所需切除的小电源和负荷,并等待预设线路自投小电源与负荷线路跳间,与备自投线路控制单元通过数据读取函数连接;
备自投线路控制单元,控制当前备投线路开关闭合,与两侧母线判断单元通过数据读取函数连接;
两侧母线判断单元,在预设线路自投开关合闸等待延时内检测两侧母线电压,如果有电压则说明备自投成功,如果没有电压,则进入备自投优先级增加控制单元,与备自投优先级增加控制单元通过数据读取函数连接;
备自投优先级增加控制单元,用于将当前备投优先级加1,并将加1后的备投优先级作为当前备投优先级,与备自投优先级与预设线路优先级比较单元通过跳转指令建立连接。
[0012] 在线路备自投系统中考虑了时延影响而确定的逻辑时序示意图,设定了相应的时延定值,包括:预设线路自投装置充电时间、预设线路自投装置启动延时、预设线路自投开关跳闸等待延时、预设闭锁开放等待时间。
[0013] 如图3所示,在供电片片区满足启动条件后,经过预设线路自投装置启动延时Ttl 的时间之后,装置启动,并跳开对应主供线路开关,并在预设线路自投开关跳闸等待时延Tt 时间内确认主供线路开关是否确实跳开,若在Tt时间内未检测到主供线路开关跳开,则直接判定备自投失败,若在Tt内检测到,然后分析判断是否需要切小电源及负荷,若需切除小电源及相关负荷,则装置将直接切除元件并等待预设线路自投小电源与负荷线路跳闸等待延时Tt ;若无需切除相关负荷,则装置出口合上备投线路开关,并在预设线路自投开关合闸等待延时Th内检测两侧母线是否有压,若是,则满足条件备自投成功。
[0014] 以上所述的实施方式仅仅是针对本发明的其中的一个具体实施方式的说明,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1. 一种220kV线路故障的备自投系统,供电片区内的220KV变电站站点与供电片区外220KV变电站站点通过主供线路连接,供电片区外的110KV变电站站点与供电片区外的 220KV变电站站点通过主供线路连接,供电片区外的110KV变电站站点之间分别通过主供线路连接,其特征在于:供电片区内的220KV变电站站点与供电片区外的110KV变电站站点之间分别通过备自投线路连接。
2.根据权利要求1所述的一种220kV线路故障的备自投系统,其特征在于:它包括备自投控制系统,其包括:检测单元,用于检测现场基础数据,与备自投装置投入启动判断单元电连接; 备自投装置投入启动判断单元,用于判断备自投装置是否启动,与启动备自投装置控制单元电连接;启动备自投装置控制单元,用于启动备自投装置的线路备自投逻辑,跳开主供组运行线路开关,与主线路开关状态判断单元电连接;主线路开关状态判断单元,用于判断主供线路开关状态,与设置线路备自投优先级单元电连接;设置线路备自投优先级单元,用于记录备投组中预设备投优先级的最大值,设置当前备投优先级,与备自投优先级与预设线路优先级比较单元电连接;备自投优先级与预设线路优先级比较单元,用于将当前备投优先级与备投组中预设备投优先级的最大值进行比较,与启动前备自投条件判断单元电连接;启动前备自投条件判断单元,判断当前备投优先级对应的备自投元件的备投状态,与切小电源和负荷判断单元和备自投优先级增加控制单元电连接;切小电源和负荷判断单元,根据运行工况判断是否需要切小电源和负荷,与切小电源和负荷单元和备自投线路控制单元电连接;切小电源和负荷单元,根据切小电源和负荷判断单元的判断结果,切除逻辑判断所需切除的小电源和负荷,并等待预设线路自投小电源与负荷线路跳闸,与备自投线路控制单元电连接;备自投线路控制单元,控制当前备投线路开关闭合,与两侧母线判断单元电连接; 两侧母线判断单元,在预设线路自投开关合闸等待延时内检测两侧母线是电压,与备自投优先级增加控制单元电连接;备自投优先级增加控制单元,用于将当前备投优先级加1,并将加1后的备投优先级作为当前备投优先级,与备自投优先级与预设线路优先级比较单元电连接。
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