CN104253478A - 解耦四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，涉及一种用于四角形接线备自投系统的解耦四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四角形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四角形接线，解耦四角形接线备自投满足的逻辑代数表达式为：本发明的优点是：1.逻辑代数验算“解耦”四角形备自投装置运行方式，简单清晰。2.逻辑代数验算“解耦”四角形备自投装置运行方式的方法，实施方便，易于理解。

Description

解耦四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，涉及一种用于四角形接线备自投系统的解耦四角形备自投运行方式正确性的验证方法。

背景技术

工程实例证明，可以将双电源四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2个双电源单母线接线备自投来组成(简称“解耦”四角形接线备自投)，该“解耦”四角形接线备自投运行方式的正确性如何验证，现有控制方法并无此项过程，给备自投系统的可靠运行带来不确定性。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种能够应用于输配电网络为220kV及以下电压等级变电所一次主接线为双电源供电的四角形接线的备自投控制系统，对经过“解耦”后形成的“解耦”四角形接线备自投装置，验证该备自投装置运行方式正确性的继电保护方法，使其可提高备自投系统的运行可靠性。

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四角形接线的解耦备自投装置；

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四角形接线，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，还分别连接两台主变压器，即1号主变和2号主变，即两路电源进线、两台降压主变压器和四只断路器，其中四只断路器处于四角形的四条边上，两路电源进线和两台降压主变压器处于四角形的四个角上；电源进线的线路侧接有电压互感器；穷举该四角形接线备自投的运行方式，共有9种运行方式。

四角形接线解耦成2个简单的一次主接线，即由2个单母线接线组成：一个是由QF2、QF3断路器组成第一个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；另一个是由QF1、QF4断路器组成第二个双电源两进线断路器的单母线接线，1号主变压器的运行由QF1、QF4断路器控制；

双电源供电的四角形接线方式的备自投控制逻辑也由2个单母线接线备自投这2部分备自投控制逻辑组成：由QF2、QF3断路器组成第一个双电源两进线断路器的单母线接线的备自投；由QF1、QF4断路器组成第二个双电源两进线断路器的单母线接线的备自投；

验证双电源供电的四角形接线的上述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包括以下控制过程：

a.QF1、QF2、QF3、QF4断路器分别用字母A、B、C、D表示，用A、B、C、D分别表示QF1、QF2、QF3、QF4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.第一个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.第二个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(2)式：

$A\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{D}---\left(2\right)$

d.解耦四角形接线备自投是由这2个单母线接线备自投来完成，对形成的2个接线的备自投在逻辑上为“与”的逻辑关系，即解耦四角形接线备自投满足的逻辑代数表达式为(3)式：

$(\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C})\·(A\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{D})---\left(3\right)$

e.演算(3)式并整理得到(4)式：

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

通过上述步骤可得解耦四角形接线备自投有9种运行方式，验证其与穷举的四角形备自投装置的运行方式是否一致。

本发明具有如下优点：

1.逻辑代数验算“解耦”四角形备自投装置运行方式，简单清晰。

2.逻辑代数验算“解耦”四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是实施例的变电所双电源四角形一次主接线图；

图2是实施例的变电所解耦后第一个双电源单母线一次主接线图；

图3是实施例的变电所解耦后第二个双电源单母线一次主接线图。

具体实施方案

实施例：

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四角形接线，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，还分别连接两台主变压器(即1号主变、第2号主变)，即两路电源进线、三台降压主变压器和四只断路器，其中四只断路器处于四角形的四条边上，两路电源进线和三台降压主变压器处于四角形的四个角上。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、四角形接线备自投的运行方式

四角形接线一次主接线见图1。四角形接线备自投按“穷举法”可列举出9种运行方式，具体见表1。

表1、四角形接线备自投可能的运行方式

注：无论变电所1号、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。

2、四角形接线备自投的化简

四角形接线可以化简(也称之为“解耦”)成2个简单的一次主接线，即可以由2个单母线接线组成：

(1)由QF2、QF3断路器组成第一个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断路器组成第二个双电源两进线断路器的单母线接线(见图3)，1号主变压器的运行由QF1、QF4断路器控制。

同样，双电源供电的四角形接线方式的备自投控制逻辑也可由这2个单母线接线备自投这2部分控制逻辑组成：

(1)由QF2、QF3断路器组成第一个双电源两进线断路器的单母线接线的备自投；

(2)由QF1、QF4断路器组成第二个双电源两进线断路器的单母线接线的备自投。

3“解耦”四角形接线备自投的数学证明

四角形接线备自投是否可以“解耦”为由2个单母线接线备自投来组成，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断路器分别用A、B、C、D表示，A、B、C、D表示QF1、QF2、QF3、QF4断路器分别表示为运行状态，用逻辑代数分别表示为1；用分别表示QF1、QF2、QF3、QF4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第一个单母线接线备自投的逻辑代数表达式

图2第一个单母线一次主接线中QF2、QF3断路器的运行与不运行状态，构成了第一个单母线接线备自投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，投断路器QF3。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第二个单母线接线备自投的逻辑代数表达式

图3第二个单母线一次主接线中QF1、QF4断路器的运行与不运行状态，构成了第二个单母线接线备自投3种运行方式，其中之一为停用方式：

a.QF1断路器运行；备投QF4断路器；当进线1失去电源时，跳QF1断路器，投断路器QF4。其逻辑代数表达式为：

b.QF4断路器运行；备投QF1断路器；当进线2失去电源时，跳QF4断路器，投QF1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(6)式：

$A\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{D}---\left(6\right)$

3.3四角形接线备自投的逻辑代数证明

由于四角形接线“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，因此四角形接线备自投是由2个单母线接线备自投来完成。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：

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

经过演算得到(8)式。

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

由(8)式，逻辑代数演算结果为“解耦”四角形接线备自投有9种运行方式，从而证明了“解耦”四角形接线备自投的运行方式与“穷举法”四角形接线备自投所列运行方式相同。

Claims (1)

1.一种解耦四角形备自投运行方式正确性的验证方法，其特征是：该所应用的输配电网络的变电所一次主接线为标准四角形接线，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，还分别连接两台主变压器，即1号主变和2号主变，即两路电源进线、两台降压主变压器和四只断路器，其中四只断路器处于四角形的四条边上，两路电源进线和两台降压主变压器处于四角形的四个角上；电源进线的线路侧接有电压互感器；

四角形接线解耦成2个简单的一次主接线，即由2个单母线接线组成：一个是由QF2、QF3断路器组成第一个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；另一个是由QF1、QF4断路器组成第二个双电源两进线断路器的单母线接线，1号主变压器的运行由QF1、QF4断路器控制；

双电源供电的四角形接线方式的备自投控制逻辑也由2个单母线接线备自投这2部分备自投控制逻辑组成：由QF2、QF3断路器组成第一个双电源两进线断路器的单母线接线的备自投；由QF1、QF4断路器组成第二个双电源两进线断路器的单母线接线的备自投；

验证双电源供电的四角形接线的上述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包括以下控制过程：

a.QF1、QF2、QF3、QF4断路器分别用字母A、B、C、D表示，用A、B、C、D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.第一个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.第二个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(2)式：

$A\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{D}---\left(2\right)$

d.解耦四角形接线备自投是由这2个单母线接线备自投来完成，对形成的2个接线的备自投在逻辑上为“与”的逻辑关系，即解耦四角形接线备自投满足的逻辑代数表达式为(3)式：

$(\stackrel{\‾}{B}C+B\stackrel{\‾}{C}+\stackrel{\‾}{B}\stackrel{\‾}{C})\·(A\stackrel{\‾}{D}+\stackrel{\‾}{A}D+\stackrel{\‾}{A}\stackrel{\‾}{D})---\left(3\right)$

e.演算(3)式并整理得到(4)式：

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

通过上述步骤可得解耦四角形接线备自投有9种运行方式，验证其与穷举的四角形备自投装置的运行方式是否一致。