CN104065158A - 解耦五角形接线备自投运行方式正确性的验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力输配电网络的控制技术，涉及一种解耦五角形备自投运行方式正确性的验证方法。该方法所应用的输配电网络为220kV及以下电压等级变电所一次主接线为双电源供电的五角形接线接线的解耦备自投装置，该方法所应用的输配电网络的变电所一次主接线为标准五角形接线，解耦五角形接线备自投满足的逻辑代数表达式为：本发明的优点体现在：1、逻辑代数验算“解耦”五角形备自投装置运行方式，简单清晰。2.逻辑代数验算“解耦”五角形备自投装置运行方式的方法，实施方便，易于理解。

Description

解耦五角形接线备自投运行方式正确性的验证方法

技术领域

本发明属于电力输配电网络的控制技术，涉及一种解耦五角形备自投运行方式正确性的验证方法。

背景技术

《电力自动化设备》杂志2005年第25卷第12期一篇论文“基于双电源五角形接线的备自投控制策略”(下面简称《电力自动化设备》“论文”)，提出将双电源五角形接线的备用电源自动投入装置(简称备自投)简化成(简称“解耦”)由1个双电源单母线接线备自投和1个双电源内桥接线备自投来组成(简称“解耦”五角形接线备自投)，并简单地验证了“解耦”五角形接线备自投运行方式的正确性。本发明将提出用逻辑代数的方法来验证“解耦”五角形接线备自投运行方式正确性的继电保护方案。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种能够针对输配电网络为220kV及以下电压等级变电所一次主接线为双电源供电的五角形接线的备自投，经过“解耦”后形成的解耦五角形接线备自投装置，能够验证其正确性的验证方法。

下面给出本发明方法的技术方案：

本发明的方法所应用的输配电网络为220kV及以下电压等级变电所一次主接线为双电源供电的五角形接线的解耦备自投装置；

在本发明的方法所应用的输配电网络的变电所一次主接线为标准五角形接线，包括有两路电源，两路电源上分别串接有第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三断路器QF3、第四断路器QF4和第五断路器QF5，还分别连接三台主变压器：第1号主变、第2号主变和第3号主变；即两路电源进线、三台降压主变压器和五只断路器，其中五只断路器处于五角形的五条边上，两路电源进线和三台降压主变压器处于五角形的五个角上；电源进线的线路侧接有电压互感器；《电力自动化设备》“论文”穷举五角形接线的运行方式有18种。

五角形接线解耦成2个简单的一次主接线，由1个单母线接线和1个内桥接线组成：由QF2、QF3断路器组成双电源两进线断路器的单母线接线，2号主变压器的运行由QF2、QF3断路器控制；由QF1、QF4、QF5断路器组成双电源三断路器的内桥接线，1号、3号主变压器的运行由QF1、QF4、QF5断路器控制，其中QF5断路器为桥断路器；

双电源供电的五角形接线方式的备自投控制逻辑由单母线接线备自投和内桥接线备自投这2部分备自投控制逻辑组成：由QF2、QF3断路器组成双电源两进线断路器的单母线接线的备自投；由QF1、QF4、QF5断路器组成双电源三断路器的内桥接线的备自投。

验证双电源供电的五角形接线的解耦备用电源自动投入装置的运行方式正确性的具体方法如下：

a.QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器分别用字母A、B、C、D、E表示，用A、B、C、D、E分别表示QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器为运行状态，用逻辑代数分别表示为1；用 分别表示QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器为不运行状态，即为热备用状态，用逻辑代数分别表示为0；

b.单母线接线备自投的运行方式满足的逻辑代数表达方式为(1)式：

$\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}---\left(1\right);$

c.内桥备自投的运行方式满足的逻辑代数表达式为(2)式：

$\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}---\left(2\right);$

d.解耦五角形接线备自投是由单母线接线备自投和内桥接线备自投来完成，对形成的2个接线的备自投在逻辑上相当于“与”的逻辑关系，即解耦五角形接线备自投满足的逻辑代数表达式为(3)式：

$(\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C})\·(\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D})---\left(3\right);$

e.演算(3)式并整理得到(4)式：

$\begin{array}{c}(\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C})\·(\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D})\\ =A\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}E+A\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CD}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CDE}+A\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CD}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\\ +\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}E+\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}\mathrm{DE}+\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\\ +A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}E+A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\mathrm{DE}+A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\end{array}---\left(4\right)$

从(4)式可得，解耦五角形接线备自投有18种运行方式，进而验证了解耦五角形接线备自投与穷举的五角形备自投装置的运行方式是一致的。

本发明的优点体现在：

1、逻辑代数验算“解耦”五角形备自投装置运行方式，简单清晰。

2.逻辑代数验算“解耦”五角形备自投装置运行方式的方法，实施方便，易于理解。

附图说明

图1是某变电所双电源五角形一次主接线图；

图2是双电源五角形接线解耦为单母线接线的部分一次主接线图；

图3是双电源五角形接线解耦为内桥接线的部分一次主接线图。

具体实施方案

如图1所示，在本发明的方法所应用的输配电网络的变电所一次主接线中为标准五角形接线，包括有两路电源，两路电源上分别串接有第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三断路器QF3、第 四断路器QF4和第五断路器QF5，还分别连接三台主变压器(即第1号主变、第2号主变和第3号主变)，即两路电源进线、三台降压主变压器和五只断路器，其中五只断路器处于五角形的五条边上，两路电源进线和三台降压主变压器处于五角形的五个角上。电源进线的线路侧接有电压互感器。

下面给出本发明方法的实施例：

1、五角形接线备自投的运行方式

五角形接线一次主接线见图1。《电力自动化设备》“论文”分析，五角形接线备自投按“穷举法”可列举出18种运行方式，具体见表1。

表1、五角形接线备自投可能的运行方式

注：无论变电所1号、2号、3号主变为运行还是停用，但相应的备自投装置不运行，即为停用方式。

2、五角形接线备自投的简化

《电力自动化设备》“论文”介绍，五角形接线可以化简成(也称之为“解耦”)2个简单的一次主接线，即可以由1个单母线接线和1个内桥接线组成：

(1)由QF2、QF3断路器组成双电源两进线断路器的单母线接线(见图2)，2号主变压器的运行由QF2、QF3断路器控制；

(2)由QF1、QF4、QF5断路器组成双电源三断路器的内桥接线(见图3)，1号、3号主变压器的运行由QF1、QF4、QF5断路器控制，其中QF5断路器为桥断路器。

同样，双电源供电的五角形接线方式的备自投控制逻辑也可由单母线接线备自投和内桥接线备自投这2部分控制逻辑组成：

(1)由QF2、QF3断路器组成双电源两进线断路器的单母线接线的备自投；

(2)由QF1、QF4、QF5断路器组成双电源三断路器的内桥接线的备自投。

3、“解耦”五角形接线备自投的数学证明

五角形接线备自投是否可以“解耦”为由1个单母线接线备自投和内桥接线备自投来组成，我们可以用逻辑代数的方法证明该简化方法是否正确。图1中QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器分别用A、B、C、D、E表示，A、B、C、D、E表示QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器分别表示为运行状态，用逻辑代数分别表示为1；用分别分别表示QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器不运行状态，即为热备用，用逻辑代数分别表示为0。

3.1单母线接线备自投的逻辑代数表达式

图2单母线一次主接线中QF2、QF3断路器的运行与不运行状态，构成了单母线接线备自投3种运行方式，其中之一为停用方式：

a.QF2断路器运行；备投QF3断路器；当进线1失去电源时，跳QF2断路器，投QF断路器3。其逻辑代数表达式为：

b.QF3断路器运行；备投QF2断路器；当进线2失去电源时，跳QF3断路器，投QF2断路器。其逻辑代数表达式为：

c.无论变电所2号主变为运行还是停用，但相应的备自投装置不运行，即为停用方式。其逻辑代数表达式为：

由上述可得到单母线备自投运行方式满足的逻辑代数表达方式为(5)式：

$\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}---\left(5\right)$

3.2内桥接线备自投的逻辑代数表达式

图3内桥接线，一次主接线中QF1、QF4、QF5的运行与不运行，构成了内桥接线备 自投6种运行方式，其中之一为停用方式：

a.运行QF1、QF4断路器；备投QF5断路器；当进线1失去电源时，跳开QF1断路器，投上QF5断路器；当进线2失去电源时，跳开QF4断路器，投上QF5断路器。其逻辑代数表达式为：

b.QF₁、QF5断路器运行；备投QF4断路器；当进线1失去电源时，跳开QF1断路器，投上QF4断路器。其逻辑代数表达式为：

c.QF4、QF5断路器运行；备投QF1断路器；当进线2失去电源时，跳开QF4断路器，投上QF1断路器。其逻辑代数表达式为：

d.QF1断路器运行；备投QF4、QF5断路器；当进线1失去电源时，跳开QF1断路器，投上QF4、QF5断路器。其逻辑代数表达式为：

e.QF4断路器运行；备投QF1、QF5断路器；当进线2失去电源时，跳开QF4断路器，投上QF1、QF5断路器。其逻辑代数表达式为：

f.无论变电所1号、3号主变为运行还是停用，但相应的备自投装置不运行，即为停用方式。其逻辑代数表达式为：

由此得到内桥备自投运行方式满足的逻辑代数表达式为(6)式：

$\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}---\left(6\right)$

3.3五角形接线备自投的逻辑代数证明

由于五角形接线“解耦”成单母线接线和内桥接线，这2个接线在运行中互相各自成小系统，相互之间供电可以看成互不干扰，因此五角形接线备自投是由单母线接线备自投和内桥接线备自投来完成。对形成的2个接线的备自投在逻辑关系上相当于“与”的逻辑关系，因此有(7)式：

$(\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C})\·(\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D})---\left(7\right)$

经过演算得到(8)式。

$\begin{array}{c}(\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C})\·(\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D})\\ =A\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}E+A\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CD}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CDE}+A\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CD}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\\ +\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}E+\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}\mathrm{DE}+\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\\ +A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}E+A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\mathrm{DE}+A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\end{array}---\left(8\right)$

由(8)式，逻辑代数演算结果为“解耦”五角形接线备自投有18种运行方式，从而证明了“解耦”五角形接线备自投的运行方式与“穷举法”五角形接线备自投所列运行方式相同。

Claims (1)

1.一种解耦五角形备自投运行方式正确性的验证方法，其特征是：

该方法所应用的输配电网络的变电所一次主接线为标准五角形接线，包括有两路电源，两路电源上分别串接有第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三断路器QF3、第四断路器QF4和第五断路器QF5，还分别连接三台主变压器：第1号主变、第2号主变和第3号主变；即两路电源进线、三台降压主变压器和五只断路器，其中五只断路器处于五角形的五条边上，两路电源进线和三台降压主变压器处于五角形的五个角上；电源进线的线路侧接有电压互感器；

五角形接线解耦成2个简单的一次主接线，由1个单母线接线和1个内桥接线组成：由QF2、QF3断路器组成双电源两进线断路器的单母线接线，2号主变压器的运行由QF2、QF3断路器控制；由QF1、QF4、QF5断路器组成双电源三断路器的内桥接线，1号、3号主变压器的运行由QF1、QF4、QF5断路器控制，其中QF5断路器为桥断路器；

双电源供电的五角形接线方式的备自投控制逻辑由单母线接线备自投和内桥接线备自投这2部分备自投控制逻辑组成：由QF2、QF3断路器组成双电源两进线断路器的单母线接线的备自投；由QF1、QF4、QF5断路器组成双电源三断路器的内桥接线的备自投；

验证双电源供电的五角形接线的“解耦”备用电源自动投入装置的运行方式正确性的具体方法如下：

a.QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器分别用字母A、B、C、D、E表示，用A、B、C、D、E分别表示QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器为运行状态，用逻辑代数分别表示为1；用分别表示QF1、QF2、QF3、QF4、QF5断路器为不运行状态，即为热备用状态，用逻辑代数分别表示为0；

b.单母线接线备自投的运行方式满足的逻辑代数表达方式为(1)式：

$\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}---\left(1\right);$

c.内桥备自投的运行方式满足的逻辑代数表达式为(2)式：

$\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}---\left(2\right);$

d.解耦五角形接线备自投是由单母线接线备自投和内桥接线备自投来完成，对形成的2个接线的备自投在逻辑上相当于“与”的逻辑关系，即“解耦”五角形接线备自投满足的逻辑代数表达式为(3)式：

$(\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C})\·(\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D})---\left(3\right);$

e.演算(3)式并整理得到(4)式：

$\begin{array}{c}(\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C})\·(\mathrm{AE}\stackrel{\‾}{D}+A\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\mathrm{ED}+A\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{E}\stackrel{\‾}{D})\\ =A\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}E+A\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CD}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CDE}+A\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\mathrm{CD}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}C\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\\ +\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}E+\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}\mathrm{DE}+\mathrm{AB}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}B\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\\ +A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}E+A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\mathrm{DE}+A\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}D\stackrel{\‾}{E}+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C}\stackrel{\‾}{D}\stackrel{\‾}{E}\end{array}---\left(4\right)$

从(4)式可得，解耦五角形接线备自投有18种运行方式，验证其与穷举的五角形备自投装置的运行方式是否一致。