CN102684299A - 实现变电站各种进线备自投方式的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现变电站各种进线备自投方式的方法及装置，该方法包括以下步骤：实时获取各线路元件的状态参量，并根据实时获取的线路状态参量识别出各线路的状态；读取备自投方式整定值中的事前方式值，并将其与当前识别出的各线路的状态进行比较，判断是否满足整定值中的任意一种方式；若是，则继续判断是否满足线路备自投的充电条件；若判断满足充电条件，则经整定的充电时间延时后，按识别出的备自投方式完成充电。本发明的方法及装置，打破了备自投装置需根据各个站点的需求定制特殊程序的常规，通过读取备自投方式整定定值以实现各种备自投功能需求的方法，提高了装置对系统接线或运行方式改变时的适应性，极大地提高了电网供电的可靠性。

Description

实现变电站各种进线备自投方式的方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，特别是涉及一种实现变电站各种进线备自投方式的方法以及一种实现变电站各种进线备自投方式的装置。

背景技术

备用电源自投装置就是当工作电源因故障跳开后，能迅速自动地将备用电源投入工作或者将用户切换到备用电源上，从而使用户不致长时间停电的一种装置，简称备自投装置。根据备投元件的不同，一般分为进线备自投、母联（分段）备自投和主变备自投。为限制系统的短路电流、避免出现复杂的电磁环网、简化继电保护的整定配合等原因，电网中常采用分区分片开环运行的方式。为了提高开环点变电站的供电可靠性，一般在开环点变电站配置进线备自投或母联备自投装置。

但是，由于各站点的接线方式、进线数量不同，各站点进线备投需求的逻辑功能各异等，因此备自投装置在设计上有着较大的差异，都是针对具体变电站建设，既难以推广，同时对系统运行方式的适应性也非常有限。对于不同的运行方式，需要分别设计相对应的不同的备自投装置，这样一来给备自投装置的验收及运行管理工作带来了较大的难度和工作量。

另一方面，这些针对特定的进线备投方式定制的备自投装置在系统的运行方式变化或变电站的进线数量增加时，原有的逻辑不适应变化后的进线备自投方式需求，为此需进行频繁的装置更换或升级改造工作，导致装置的投运率低、经济效益较差。

因此，有必要提供一种适应性更强的实现变电站各种进线备自投方式的方法。

发明内容

本发明提供一种实现变电站各种进线备自投方式的方法及装置，其适应性强，能够灵活适用于各种进线备自投需求的变电站中。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种实现变电站各种进线备自投方式的方法，包括以下步骤：

实时获取各线路元件的状态参量，并根据实时获取的线路状态参量识别出各线路的状态；

读取备自投方式整定值中的事前方式值，并将其与当前识别出的各线路的状态进行比较，判断是否满足整定值中的任意一种方式；

若是，则继续判断是否满足线路备自投的充电条件；

若判断满足充电条件，则经整定的充电时间延时后，按识别出的备自投方式完成充电。

本发明还提供一种实现变电站各种进线备自投方式的装置，包括：

参量获取与状态识别模块，用于实时获取各线路元件的状态参量，并根据实时获取的线路状态参量识别出各线路的状态；

比较与判断模块，用于读取备自投方式整定值中的事前方式值，并将其与当前识别出的各线路的状态进行比较，判断是否满足整定值中的任意一种方式；

充电条件判断模块，用于当判断得出各线路的状态满足整定值中的任意一种方式时，继续判断是否满足线路备自投的充电条件；

充电模块，用于当判断满足充电条件，则经过整定的延时后，按识别出的备自投方式完成充电。

通过以上方案可以看出，本发明的实现变电站各种进线备自投方式的方法及装置，采用了一种通用的标准化程序，通过由用户根据具体的备自投需求进行事先整定的形式，灵活实现了变电站各种不同的进线备自投需求。本发明打破了备自投装置需根据各个站点的需求定制特殊程序的常规，通过读取备自投方式整定定值以实现各种备自投功能需求的方法，可以有效减少备自投程序中的应用方式定制，简化程序逻辑，提高装置对系统接线或运行方式改变时的适应性。本发明的实现变电站各种进线备自投方式的方法及装置，可以适用于任意电压等级变电站单母线、单母线分段、双母线主接线或以上主接线增设旁路母线的形式，并对于实际运行中各种可能的运行方式均能发挥作用，极大地提高了电网供电的可靠性。

附图说明

图1为本发明一种实现变电站各种进线备自投方式的方法的流程示意图；

图2为实施例中110kV变电站110kV侧的电气简化接线示意图（双母线带旁路）；

图3为本发明一种实现变电站各种进线备自投方式的装置的结构示意图。

具体实施方式

对于采取分区措施的变电站，其主接线形式各不相同，常规的有双母线带旁路（其简化接线示意图如图1所示）、双母线、单母分段带旁路、单母线等各种形式，在各种主接线形式下，其母线的主供电源一般均是该站的进线。

据此，本发明旨在设计提供一种能够实现变电站各种进线备自投方式的方法，其可以适用于两段及以下母线的各种主接线形式，并且可以作为一种标准化的备自投方法，对于实际运行中各种可能的进线备自投方式均能发挥作用，提高备自投装置的投运率，提高电网供电的可靠性。

下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。

如图2所示，一种实现变电站各种进线备自投方式的方法，包括以下步骤：

步骤S101，实时获取各线路元件的状态参量，并根据实时获取的线路状态参量识别出各线路的状态，然后进入步骤S102。

上述线路状态参量可以包括：检修压板开入、开关位置开入、KKJ合后位置开入、三相电流值等。另外，线路的状态包括三种：运行状态、停运状态、检修状态。

步骤S102，读取备自投方式整定值中的事前方式值，并将其与当前识别出的各线路的状态进行比较，判断当前各线路的状态是否满足整定值中的任意一种方式，若满足，则进入步骤S103。需要说明的是：通过将事前方式整定值与目前各线路的状态比较，可以识别出需要应用的线路备自投方式。

作为一个较好的实施例，在所述步骤S102判断是否满足整定值中的任意一种方式之后、步骤S103之前，还可以包括步骤S1021：若当前识别出的各线路的状态不满足备自投方式整定值中的任意一种方式，则线路备自投作不充电处理，并返回进行线路状态识别的步骤S101。

步骤S103，若判断得出当前各线路的状态满足整定值中的任意一种方式，则继续判断是否满足线路备自投的充电条件，若满足，则进入步骤S104。

同理，在上述步骤S103判断是否满足线路备自投的充电条件之后、步骤S104之前，还可以包括步骤S1031：若判断不满足线路备自投的充电条件，则线路备自投作不充电处理，并返回进行线路状态识别的步骤S101。

另外，所述判断是否满足线路备自投的充电条件的过程具体可以包括：根据母线电压值、母线检修压板开入、母联开关位置开入、母联检修压板开入等状态量来综合判断是否满足线路备自投的充电条件。

步骤S104，若判断满足充电条件，则经整定的充电时间延时Tc后，按识别出的备自投方式完成充电。

作为一个较好的实施例，本发明的方法还可以包括步骤S1041：在所述整定的充电时间Tc内，若出现不满足线路备自投的充电条件或线路的当前状态与识别出的线路备自投方式不对应的情况，则线路备自投作不充电处理，并返回进行线路状态识别的步骤S101。

另外，在步骤S104完成充电后，还可以包括步骤S105：充电完成后进行实时判别，如判断得出满足线路备自投的动作条件，则经整定的动作时间延时Tq后，按完成充电的线路备自投方式动作，合备用电源开关，并经手动复归后进入步骤S101；以及

在所述步骤S104完成充电后，还可以包括步骤S106：充电完成后，如判断得出满足线路备自投的放电条件，则按线路备自投方式放电，并根据放电条件的不同，判断是否需经手动复归后再进入步骤S101。

根据本发明的方案，其是根据当前各线路的运行状态，在用户的线路备自投方式整定中检索当前是否需应用某一种线路备自投方式，并判断是否满足该线路备自投方式的充电条件，如满足则充电并适时进行相应的备用线路自投。本发明的方案适应性强，参与线路备自投逻辑的线路数量没有限制，如按常用的较多出线数量的规模进行设计（在下述说明中，以四回出线的规模进行一个实例的介绍），可适用于各变电站各种灵活的运行方式，解决了以往备自投装置受制于站点及运行方式的缺陷，对于实际运行中的各种可能的运行方式均能发挥作用，适应性强，提高了电网供电的可靠性。

如上所述，本发明旨在设计提供一种变电站进线备自投智能实现各种备自投方式的方法，其可以适用于变电站各种常规的主接线形式，并且可以作为一种标准化的备自投方法，对于实际运行中各种可能的运行方式均能发挥其作用，因此，其需要考虑到各个因素，具体可从外部基本条件以及内部的逻辑等方面来考虑。

从外部基本条件上来说，本发明方案应当可以检测得知外部基本参数的变化或者相应参数，从而使备自投装置可以根据检测到的这些变化状况或者参数来做相应的动作或者调整，这些外部基本参数包括：

输入模拟量：四回线路及旁路的三相电流回路，两段母线的三相电压，即，这些三相电流、三相电压等回路均与备自投装置的输入模拟量的接口相连接，以使得可以将相应的电流值、电压值输入给备自投装置；

输入开关量：四回线路及旁路开关的位置信号、四回线路及旁路开关的KKJ合后位置信号、母联开关的位置信号，即，在备自投装置中设有相应的开关量接口，只要有开入量变位发生，这些位置信号就会通过开关量接口输入给备自投装置，使得备自投装置可以及时检测到这些位置信号；

闭锁信号开入：母差和失灵动作信号、外部闭锁信号，即，在备自投装置中设有相应的闭锁信号接口，只要这些闭锁信号一产生，这些闭锁信号就会通过相应的闭锁信号接口输入给备自投装置，使得备自投装置可以及时检测到这些闭锁信号；

出口控制回路：跳四回线路及旁路开关、合四回线路开关、合母联开关、切负荷线路（或小电源线路，通过定值设定是否需出口）开关，即在备自投装置中设置有相应的输出控制接口，可以通过该输出控制接口对线路及旁路开关、母联开关及负荷线路开关的闭合与断开进行控制；

功能压板配置：四回线路的检修压板、两段母线的检修压板、母联开关的检修压板、四回线路的旁代压板、备自投功能投入压板等，其中，检修、旁代压板是用来置元件状态的：当线路检修压板投入时，认为该线路处于检修状态，不参与备自投逻辑，而电气量则可以照常显示；当母联开关检修压板投入时，认为该开关处于检修状态，不可控，不参与备自投逻辑，且允许此时有其中一段母线无压，即处于检修状态；当某线路的旁代压板投入时，该线路开关的逻辑功能由旁路开关实现；备自投功能压板是备自投装置的逻辑功能及总出口压板，备自投功能压板退出后，闭锁备自投装置的跳合闸出口及控制逻辑功能，备自投装置异常、输入量的显示等功能可以保持正常；备自投功能压板投入后，经延时一段时间后，装置应解除闭锁，开放备自投功能。

而从内部逻辑来说，如上所述，是通过判定各线路的状态满足整定的某一种线路备自投方式，在满足线路备自投充电条件下，执行相应的线路备自投的方式。在下述说明中，进行内部逻辑的详细说明：

A)步骤S101

步骤S101主要是通过装置从外部获取的线路三相电流模拟量、线路开关位置开入量、线路检修压板的投入情况，综合识别出线路的状态。线路的状态包括运行、停运、检修三种，其判别条件分述如下。

线路运行状态需满足以下条件：

a）线路的检修压板在退出位置；

b）线路对应的开关为合位，或者线路对应的电流超过门槛值。

线路停运状态需满足以下条件：

a）线路对应的检修压板在退出状态；

b）线路对应的开关为分位且元件对应的电流小于门槛值。

线路检修状态需满足以下条件：

a）线路对应的检修压板在投入状态。

B)步骤S102

经步骤S101进行实时的线路状态识别后，步骤S102把当前各线路的状态与备自投方式整定值中的各种事前方式值比较，判断是否满足整定值中的任意一种方式。如满足则进入步骤S103进行充电条件判别，如不满足则进行线路备自投方式不充电的处理，并回到步骤S101中进行线路实时状态识别，以判断新的状态是否满足线路备自投的充电条件。

在本实施例中，可以按下表设置备自投方式整定值：

表一线路备自投方式整定表

表格设置说明：

（1）按可整定8种需应用的进线备自投方式设置；

（2）对于表格中的事前方式值，只能整定为“0”或“1”，“0”表示停运状态或检修状态，“1”表示运行状态；

（3）对于表格中的备自投方式值，只能整定为“0”、“1”或“2”，“0”表示此线路不参与备自投，“1”、“2”表示开放此线路备自投，动作时先备投整定为“1”的线路，若整定为“1”的线路备投不成功再备投整定为“2”的线路；

（4）某行全整定为“0”时，对应的该种方式不起作用；

（5）当不需使用线路备自投逻辑时，表中所有整定值全填“0”；

（6）当需参与线路备自投的线路小于4回时，不接入的间隔或不参与线路备自投的间隔其事前方式和备自投方式均整定为“0”。

为保证用户整定的线路备自投方式具有实际意义，装置需对整定值进行合理性的校验，合理性校验原则如下：

a）事前方式整定值不全为0时，则备投方式中至少一个需整定为1；

b）同一线路的事前方式和备自投方式整定值不能同时为1；

c）四回线路的事前方式定值不可全部整定为1；

d）不允许存在两行方式整定值，其“事前方式”定值完全一致，除非该行全整定为0。

如任意一种方式整定值不满足以上任意一条原则，装置应判整定失败，并告警。

举个例子，如某变电站有四回线路参与线路备自投，装置对线路的状态识别为甲线、乙线为运行状态，丙线、丁线为停运状态，如按表一的线路备自投方式整定表中的整定值整定，则判别为满足方式1的事前方式。

C)步骤S103

步骤S102判别出当前的线路状态满足线路备自投方式整定表中的某一种事前方式后，进入步骤S103判是否满足线路备自投的充电条件。是否满足充电条件的判别需综合母线的电压值况、各种开入量、检修压板的投入情况等综合判别。线路备自投充电需满足以下条件：

a）“备自投功能投入”压板在投入状态；

b）母联开关位置在合位或“母联检修”压板投入；

c）当“母联检修压板”投入时任一段不投入检修压板的母线任一相电压值＞Uyy（有压定值），或“母联检修压板”退出时两段母线均满足任一相电压值＞Uyy（有压定值）；

d）按步骤S102识别出的方式中，其备自投方式整定值不为“0”的线路有至少一回线路同时满足以下三个条件：

（1）线路的开关位置在分位；

（2）线路对应的检修压板在退出状态；

（3）线路开关的KKJ合后位置开入量为“0”，即没有线路开关的KKJ合后位置开入。

如满足上述的充电条件则进入步骤S104进行充电条件判别，如不满足则进进行线路备自投方式不充电的处理，并回到步骤S101中进行线路实时状态识别，以判断新的状态是否满足线路备自投的充电条件。

实际应用中，一段母线检修时或只有单段母线的变电站，只需投入对应检修或不接入的母线的检修压板以及母联检修压板，逻辑即能适应。

D)步骤S104

如在整定延时Tc（充电时间延时定值）内，一直满足步骤S103中线路备自投的充电条件，且步骤S102识别出的线路备自投方式不变，则完成按识别出的线路备自投方式充电，即认为在满足动作条件时可按该线路备自投方式进行备投；如在整定延时Tc内，出现不满足步骤S103中线路备自投的充电条件，或线路的当前状态与步骤S102识别出的线路备自投方式不对应，则线路备自投方式不充电，回到步骤S101。如在充电完成后，线路的状态发生变化，与当前充电方式下的事前方式不对应，则进入步骤S101重新进行判别，并经设定的时延将原充电方式放电。

E)步骤S105

在步骤S104完成按识别出的线路备自投方式充电后，如满足线路备自投的动作条件，则经整定延时Tq（动作时间延时定值）后动作跳开原运行中的线路开关，如定值中投入需切负荷时则出口切除整定的负荷，并经跳闸等待延时Tt后合上当前充电方式所要投入的备投线路开关。

线路备自投的动作条件需满足：

a）母联开关运行情况下，两段母线均满足三相电压＜Uwy（检母线无压定值）；母联开关检修、一段母线检修情况下，任一运行母线满足三相电压＜Uwy；

b）所有当前充电方式中对应的运行线路均满足任一相电流＜Ity（检线路无流定值）。

线路备自投方式动作后，需进行手动操作复归按钮后，再进入步骤S101重新进行判别。

F)步骤S106

在步骤S104完成按识别出的线路备自投方式充电后，如满足线路备自投的放电条件，则瞬时或延时放电，即认为取消按此线路备自投方式动作进行备投。线路备自投方式的各种放电条件及放电后的处理见下表二：

表二线路备自投方式放电条件

上表的防抖时间按10ms来设计。复归条件中，自动复归指完成线路备自投方式放电后，即回到步骤S101重新进行判别；手动复归指完成线路备自投方式放电后，需进行手动操作复归按钮后，再进入步骤S101重新进行判别。

另外，与上述一种实现变电站各种进线备自投方式的方法相对应的，本发明还提供一种实现变电站各种进线备自投方式的装置，如图3所示，包括：

参量获取与状态识别模块，用于实时获取各线路元件的状态参量，并根据实时获取的线路状态参量识别出各线路的状态；

比较与判断模块，用于读取备自投方式整定值中的事前方式值，并将其与当前识别出的各线路的状态进行比较，判断是否满足整定值中的任意一种方式；

充电条件判断模块，用于当判断得出各线路的状态满足整定值中的任意一种方式时，继续判断是否满足线路备自投的充电条件；

充电模块，用于当判断满足充电条件，则经过整定的延时后，按识别出的备自投方式完成充电。

作为一个较好的实施例，本发明的装置还可以包括与所述充电模块分别相连接的动作模块与放电模块；

所述动作模块用于在充电完成后进行实时判别，如判断得出满足线路备自投的动作条件，则经整定的动作时间延时后按完成充电的线路备自投方式动作；

所述放电模块用于在充电完成后，如判断得出满足线路备自投的放电条件，则按线路备自投方式放电。

作为一个较好的实施例，本装置中的线路状态参量可以包括：检修压板开入、开关位置开入、KKJ合后位置开入、三相电流值等。

作为一个较好的实施例，本装置中的线路的状态包括了三种状态：运行状态、停运状态、检修状态。

本发明装置的其它技术特征与上述一种实现变电站各种进线备自投方式的方法完全相同，在此不予赘述。

由以上方案可以看出，本发明的实现变电站各种进线备自投方式的方法及装置，采用了一种通用的标准化程序，通过由用户根据具体的备自投需求进行事先整定的形式，灵活实现了变电站各种不同的进线备自投需求。本发明打破了备自投装置需根据各个站点的需求定制特殊程序的常规，通过读取备自投方式整定定值以实现各种备自投功能需求的方法，可以有效减少备自投程序中的应用方式定制，简化程序逻辑，提高装置对系统接线或运行方式改变时的适应性。本发明的实现变电站各种进线备自投方式的方法及装置，可以适用于任意电压等级变电站单母线、单母线分段、双母线主接线或以上主接线增设旁路母线的形式，并对于实际运行中各种可能的运行方式均能发挥作用，极大地提高了电网供电的可靠性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种实现变电站各种进线备自投方式的方法，其特征在于，包括以下步骤：

实时获取各线路元件的状态参量，并根据实时获取的线路状态参量识别出各线路的状态；

读取备自投方式整定值中的事前方式值，并将其与当前识别出的各线路的状态进行比较，判断是否满足整定值中的任意一种方式；

若是，则继续判断是否满足线路备自投的充电条件；

若判断满足充电条件，则经整定的充电时间延时后，按识别出的备自投方式完成充电。

2.根据权利要求1所述的实现变电站各种进线备自投方式的方法，其特征在于，所述完成充电后还包括步骤：充电完成后进行实时判别，如判断得出满足线路备自投的动作条件，则经整定的动作时间延时后按完成充电的线路备自投方式动作。

3.根据权利要求1所述的实现变电站各种进线备自投方式的方法，其特征在于，所述完成充电后还包括步骤：充电完成后，如判断得出满足线路备自投的放电条件，则按线路备自投方式放电。

4.根据权利要求1所述的实现变电站各种进线备自投方式的方法，其特征在于，所述线路状态参量包括：检修压板开入、开关位置开入、KKJ合后位置开入、三相电流值；

和/或

所述线路的状态包括：运行状态、停运状态、检修状态。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的实现变电站各种进线备自投方式的方法，其特征在于：

在所述判断是否满足整定值中的任意一种方式之后，还包括步骤：若当前识别出的各线路的状态不满足备自投方式整定值中的任意一种方式，则线路备自投作不充电处理，并返回进行线路状态识别的步骤；

和/或

在所述判断是否满足线路备自投的充电条件之后，还包括步骤：若判断不满足线路备自投的充电条件，则线路备自投作不充电处理，并返回进行线路状态识别的步骤。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的实现变电站各种进线备自投方式的方法，其特征在于，还包括步骤：在所述整定的充电时间内，若出现不满足线路备自投的充电条件或线路的当前状态与识别出的线路备自投方式不对应的情况，则线路备自投作不充电处理，并返回进行线路状态识别的步骤。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的实现变电站各种进线备自投方式的方法，其特征在于，所述判断是否满足线路备自投的充电条件的过程具体包括：根据母线电压值、母线检修压板开入、母联开关位置开入、母联检修压板开入来综合判断是否满足线路备自投的充电条件。

8.一种实现变电站各种进线备自投方式的装置，其特征在于，包括：

参量获取与状态识别模块，用于实时获取各线路元件的状态参量，并根据实时获取的线路状态参量识别出各线路的状态；

比较与判断模块，用于读取备自投方式整定值中的事前方式值，并将其与当前识别出的各线路的状态进行比较，判断是否满足整定值中的任意一种方式；

充电条件判断模块，用于当判断得出各线路的状态满足整定值中的任意一种方式时，继续判断是否满足线路备自投的充电条件；

充电模块，用于当判断满足充电条件，则经过整定的延时后，按识别出的备自投方式完成充电。

9.根据权利要求8所述的实现变电站各种进线备自投方式的装置，其特征在于，还包括与所述充电模块分别相连接的动作模块与放电模块；

所述动作模块用于在充电完成后进行实时判别，如判断得出满足线路备自投的动作条件，则经整定的动作时间延时后按完成充电的线路备自投方式动作；

所述放电模块用于在充电完成后，如判断得出满足线路备自投的放电条件，则按线路备自投方式放电。

10.根据权利要求8所述的实现变电站各种进线备自投方式的装置，其特征在于，所述线路状态参量包括：检修压板开入、开关位置开入、KKJ合后位置开入、三相电流值；

和/或

所述线路的状态包括：运行状态、停运状态、检修状态。

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