CN105322651A - 基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，应用于110kV及以下电压等级变电站一次主接线中只有一台变压器的扩大内桥接线，进线一上串接有断路器1DL、电流互感器TA1和I段母线，进线二上串接有断路器2DL、电流互感器TA2和III段母线，I段、II段、III段母线分别接有电压互感器TV1、电压互感器TV2和电压互感器TV3，I段、II段母线之间有电流互感器TA3和断路器3DL，II段、III段母线之间有电流互感器TA4和断路器4DL，I段、II段或III段母线下仅接有一台主变压器。本发明解决在一次设备配置不完整的情况备自投与保护配合的死区问题，提高供电可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，属于电力输配控制技术领域。
背景技术
“备自投”是备用电源自动投入装置和备用设备自动投入装置的简称。备自投装置能够提高电网正常运行时的供电能力，减小重载线路的负荷，限制短路电流，提高供电的可靠性和连续性。随着电力系统的发展，备用电源自动投入装置的作用日趋重要，目前主要用于110kV及以下电压等级的系统。同时，电网110kV及以下部分变电站高压侧采用扩大内桥接线方式，有两路电源进线线路及两台或三台变压器，两段母线分裂运行或两进线电源一主供一备供运行，采用高压侧备用电源自动投入装置作为提高供电可靠性的措施。但其中有部分变电站高压侧接线完备，而主变压器没有上齐全。此类变电站由于未投入充电保护，因此启用高压侧备自投，若高压侧母线发生故障，将可能发生备自投动作，导致重合于故障母线，引起事故扩大，造成全变电站失电，因而其运行可靠性得不到保证。
针对110kV及以下变电站扩大内桥接线在一次设备配置不完整的情况存在备自投与保护配合的死区问题，对110kV及以下变电站防死区误投的备用电源自动投入装置进行改进十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，降低110kV及以下一次设备配置不完整的扩大内桥接线变电站在母线故障情况下变电站全站失电的发生，保障对用户的持续正常供电。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，应用于输配电网络为110kV及以下电压等级变电站一次主接线中只有一台变压器的扩大内桥接线，包括进线一、进线二两路电源，进线一上串接电流互感器TA1、断路器1DL后接I段母线，进线二上串接电流互感器TA2、断路器2DL后接III段母线，I段母线、II段母线、III段母线分别接有电压互感器TV1、电压互感器TV2、电压互感器TV3，I段母线、II段母线之间串接电流互感器TA3和断路器3DL，II段母线、III段母线之间串接电流互感器TA4和断路器4DL，I段母线接有一号主变压器T1；
在运行方式1的准备阶段，断路器1DL、断路器2DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器3DL为热备用状态；110kV备自投投入，当断路器3DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
设定以下条件：
条件一：进线二保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：对于II段母线或III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述三个条件全部满足时，延时一个时间定值t1后启动跳断路器2DL，闭锁断路器3DL合闸，切除II段母线或III段母线故障，保持对I段母线持续正常供电；
在运行方式2的准备阶段，断路器1DL、断路器3DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器2DL为热备用状态；110kV备自投投入，当断路器2DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：1号主变压器T1差动保护动作未启动；
条件四：对于II段母线或III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述四个条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳3DL断路器，闭锁断路器2DL合闸，以准确切除II段或III段母线故障，同时保持对I母线正常供电；
在运行方式3的准备阶段，断路器2DL、断路器3DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器1DL为热备用状态，110kV备自投投入，当断路器1DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
设定以下条件：
条件一：进线二保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：1号主变压器T1差动保护动作未启动；
条件四：对于II段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述四个条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳断路器2DL和断路器3DL，断路器1DL合闸，以准确切除II段母线或III段母线故障，同时保持对I段母线正常供电；
在运行方式4的准备阶段，断路器1DL、断路器2DL、断路器3DL为合闸运行状态，断路器4DL为热备用状态，110kV备自投投入，当断路器4DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电，
如果故障在II段母线上，设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：1号主变压器T1差动保护动作未启动；
条件四：对于II段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳断路器3DL，闭锁断路器4DL合闸，切除II段母线故障，保持对I段母线持续供电；
如果故障在III段母线上，设定以下条件：
条件一：进线二保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：对于III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳断路器2DL，闭锁断路器4DL合闸，切除II段母线故障，保持对II段母线持续供电。
一种基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，应用于输配电网络为110kV及以下电压等级变电站一次主接线中只有一台变压器的扩大内桥接线，包括进线一、进线二两路电源，进线一上串接电流互感器TA1、断路器1DL后接I段母线，进线二上串接电流互感器TA2、断路器2DL后接III段母线，I段母线、II段母线、III段母线分别接有电压互感器TV1、电压互感器TV2、电压互感器TV3，I段母线、II段母线之间串接电流互感器TA3和断路器3DL，II段母线、III段母线之间串接电流互感器TA4和断路器4DL，II段母线接有二号主变压器T2；
在运行方式1的准备阶段，断路器1DL、断路器2DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器3DL为热备用状态，110kV备自投投入，当3DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
如果故障在I段母线上，设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：对于I段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后启动跳断路器1DL，闭锁断路器3DL合闸，切除I段母线故障，保持对II段母线持续正常供电；
如果故障在III段母线上，设定以下条件：
条件一：进线二保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：2号主变压器T2差动保护动作未启动；
条件四：对于III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后启动跳断路器2DL和断路器4DL，合断路器3DL，切除III段母线故障，保持对II段母线持续正常供电；
在运行方式2的准备阶段，断路器1DL、断路器3DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器2DL为热备用状态，110kV备自投投入，当断路器2DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
如果故障在I段母线上，设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：2号主变压器T2差动保护动作未启动；
条件四：对于I段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳断路器1DL和断路器3DL，合断路器2DL，以准确切除I段母线故障，同时保持对II母线正常供电；
如果故障在III段母线上，设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：2号主变压器T2差动保护动作未启动；
条件四：对于III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后启动跳断路器4DL，闭锁断路器2DL合闸，切除III段母线故障，保持对II段母线持续正常供电。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现：
前述基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，其中时间定值t1为80ms。
前述基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，由备自投装置内部微机控制器执行实现。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能有效解决在一次设备配置不完整的情况备自投与保护配合的死区问题，提高了供电可靠性。
附图说明
图1为I段母线下接一台主变压器的110kV及以下变电站扩大内桥接线运行方式1；
图2为I段母线下接一台主变压器的运行方式1下防死区误投的自投装置动作逻辑图；
图3为I段母线下接一台主变压器的110kV及以下变电站扩大内桥接线运行方式2；
图4为I段母线下接一台主变压器的运行方式2下防死区误投的备自投装置动作逻辑图；
图5为I段母线下接一台主变压器的110kV及以下变电站扩大内桥接线运行方式3；
图6为I段母线下接一台主变压器的运行方式3下防死区误投的备自投装置动作逻辑图；
图7、图9为I段母线下接一台主变压器的110kV及以下变电站扩大内桥接线运行方式4；
图8、图10为I段母线下接一台主变压器的运行方式4下防死区误投的备自投装置动作逻辑图；
图11、图13为II段母线下接一台主变压器的110kV及以下变电站扩大内桥接线运行方式1；
图12、图14为II段母线下接一台主变压器运行方式1下防死区误投的备自投装置动作逻辑图；
图15、图17为II段母线下接一台主变压器的110kV及以下变电站扩大内桥接线运行方式2；
图16、图18为II段母线下接一台主变压器的运行方式2下防死区误投的备自投装置动作逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，应用于输配电网络为110kV及以下电压等级变电站一次主接线中只有一台变压器的扩大内桥接线，包括进线一、进线二两路电源，进线一上串接电流互感器TA1、断路器1DL后接I段母线，进线二上串接电流互感器TA2、断路器2DL后接III段母线，I段母线、II段母线、III段母线分别接有电压互感器TV1、电压互感器TV2、电压互感器TV3，I段母线、II段母线之间串接电流互感器TA3和断路器3DL，II段母线、III段母线之间串接电流互感器TA4和断路器4DL。I段母线接有一号主变压器T1或者在II段母线接有二号主变压器T2。下面给出本发明方法应用于一次设备配置不完整扩大内桥接线的实施例：
一、I段母线下接有一台主变压器T1的情况
1.运行方式1控制：
如图1所示，当一次运行方式为进线一、进线二运行(断路器1DL、断路器2DL合位)，3DL热备用，4DL运行，高压侧备自投投入，1号主变T1的差动保护范围为断路器1DL、断路器3DL以下至该主变低压侧次总断路器之间的各侧TA。
1.1当进线二保护动作，进线二电源侧断路器跳闸，可能发生了进线二、I段母线或II段母线故障，此时需要甄别为进线一故障还是II段或III段母线故障，采取如下技术手段：
1)a.取电流互感器TA2的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV2或TV3的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为II段或III段母线发生了相间短路故障；
b.取电流互感器TA2的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV2或TV3测得零序电压值大于整定值时，判断为II段或III段母线发生了接地短路故障；
结合a、b分析，提出防死区误投的新型备自投装置动作逻辑，相应的逻辑框图如图2所示：
(1)TV2或TV3测得A相电压小于整定值，且TA2测得A相电流大于整定值；
(2)TV2或TV3测得B相电压小于整定值，且TA2测得B相电流大于整定值；
(3)TV2或TV3测得C相电压小于整定值，且TA2测得C相电流大于整定值；
(4)TV2或TV3测得零序电压大于整定值，且TA2测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，在进线二保护动作启动且备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时(如80ms)启动跳2DL断路器，闭锁3DL断路器合闸，切除II段或III段母线故障，保持对I段母线持续正常供电。
2)进线二故障判断可由常规备自投检测实现。
1.2当进线一保护动作，进线一电源侧断路器跳闸，可能发生了进线一、I段母线或1号主变故障，采取常规备自投的检测即可判断确认故障区域，I段母线或1号主变故障，都将导致1号主变差动保护动作，导致结果相同。
2.运行方式2控制：
如图3所示，当一次运行方式为进线一运行(断路器1DL合位)，进线二热备用(断路器2DL分位)，断路器3DL、断路器4DL运行，高压侧备自投投入。
2.1当进线一保护动作，进线一电源侧断路器跳闸，故障可能在进线一、I段母线、II段母线、III段母线或1号主变故障上，甄别技术手段如下：
1)当进线一保护动作，且1号主变差动保护未动作时
a.取电流互感器TA3的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV1或TV2的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为II段或III段母线发生了相间短路故障；
b.取电流互感器TA3的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV1或TV2测得零序电压值大于整定值时，判断为II段或III段母线发生了接地短路故障；
结合a、b分析，提出防死区误投的新型备自投装置动作逻辑如图4所示：
(1)TV1、TV2或TV3测得A相电压小于整定值，且TA3测得A相电流大于整定值；
(2)TV1、TV2或TV3测得B相电压小于整定值，且TA3测得B相电流大于整定值；
(3)TV1、TV2或TV3测得C相电压小于整定值，且TA3测得C相电流大于整定值；
(4)TV1、TV2或TV3测得零序电压大于整定值，且TA3测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，同时进线一保护动作、1号主变差动保护未动作，在备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时(如80ms)后启动跳3DL断路器，闭锁2DL断路器合闸，可以准确切除II段或III段母线故障，同时保持对I母线正常供电。
2)当进线一保护动作，且1号主变差动保护动作，可判定为I段母线或1号主变发生故障；
3)进线一故障判断可由常规备自投检测实现。
2.2当进线二保护动作，进线二电源侧断路器跳闸，肯定是进线二发生故障，不可能在I段、II段或III段母线上。因进线二处于充电状态，进线二电源侧断路器跳闸后不影响I母线供电，防死区误投的新型备自投装置不必动作。
3.运行方式3控制：
如图5所示一次运行方式为进线一热备用(断路器1DL分位)，进线二运行(断路器2DL合位)，断路器3DL、4DL运行，高压侧备自投投入。
3.1当进线二保护动作，进线二电源侧断路器跳闸，故障可能在进线二、I段母线、II段母线、III段母线或1号主变故障上，甄别技术手段如下：
1)当进线二保护动作，且1号主变差动保护未动作时
a.取电流互感器TA2的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV1、TV2或TV3的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为II段或III段母线发生相间短路故障；
b.取电流互感器TA1的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV1、TV2或TV3测得零序电压值大于整定值时，判断为II段或III段母线发生了接地短路故障。
结合a、b分析，提出防死区误投的新型备自投装置动作逻辑如图6所示：
1)TV1、TV2或TV3测得A相电压小于整定值，且TA2测得A相电流大于整定值；
2)TV1、TV2或TV3测得B相电压小于整定值，且TA2测得B相电流大于整定值；
3)TV1、TV2或TV3测得C相电压小于整定值，且TA2测得C相电流大于整定值；
4)TV1、TV2或TV3测得零序电压大于整定值，且TA2测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，同时进线二保护动作、1号主变差动保护未动作，在备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时后启动合1DL断路器，跳2DL断路器和3DL断路器，切除II段或III段母线故障，保持对I段母线持续供电。
2)当进线二保护动作，且1号主变差动保护动作，可判定为I段母线或1号主变发生故障；
3)进线二故障判断可由常规备自投检测实现。
3.2当进线一保护动作，进线一电源侧断路器跳闸，肯定是进线发生故障，因进线二处于充电状态，进线二电源侧断路器跳闸后不影响I母线供电，防死区误投的新型备自投装置不必动作。
4.运行方式4控制：
当一次运行方式为进线一运行(断路器1DL合位)，进线二热备用(断路器2DL分位)，断路器3DL运行，断路器4DL热备用，高压侧备自投投入。
4.1如图7所示，当进线一保护动作，进线一电源侧断路器跳闸，故障可能在进线一、I段母线、II段母线或1号主变故障上，甄别技术手段如下：
1)当进线一保护动作，且1号主变差动保护未动作时
a.取电流互感器TA3的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV1或TV2的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为II段母线发生相间短路故障；
b.取电流互感器TA3的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV1或TV2测得零序电压值大于整定值时，判断为II段母线发生了接地短路故障。
结合a、b分析，提出防死区误投的新型备自投装置动作逻辑如图8所示：
(1)TV1或TV2测得A相电压小于整定值，且TA3测得A相电流大于整定值；
(2)TV1或TV2测得B相电压小于整定值，且TA3测得B相电流大于整定值；
(3)TV1或TV2测得C相电压小于整定值，且TA3测得C相电流大于整定值；
(4)TV1或TV2测得零序电压大于整定值，且TA3测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，同时进线一保护动作、1号主变差动保护未动作，在备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时后启动跳3DL断路器，闭锁合4DL断路器，切除II段母线故障，保持对I段母线持续供电。
2)当进线一保护动作，且1号主变差动保护动作，可判定为I段母线或1号主变发生故障；
3)进线一故障判断可由常规备自投检测实现。
4.2如图9所示，当进线二保护动作，进线二电源侧断路器跳闸，故障可能在进线二或III段母线，甄别技术手段如下：
a.取电流互感器TA2的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV1或TV2的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为III段母线发生相间短路故障；
b.取电流互感器TA2的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV1或TV2测得零序电压值大于整定值时，判断为III段母线发生了接地短路故障。
结合a、b分析，提出防死区误投的备自投装置动作逻辑如图10所示：
1)TV3测得A相电压小于整定值，且TA2测得A相电流大于整定值；
2)TV3测得B相电压小于整定值，且TA2测得B相电流大于整定值；
3)TV3测得C相电压小于整定值，且TA2测得C相电流大于整定值；
4)TV3测得零序电压大于整定值，且TA2测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，同时进线二保护动作，在备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时后启动跳2DL断路器，闭锁合4DL断路器，切除III段母线故障，保持对I段母线持续供电。
进线二故障判断可由常规备自投检测实现。
二、II段母线下接有一台主变压器T2的情况
1.运行方式1控制：
当一次运行方式为进线一、进线二运行(断路器1DL、断路器2DL合位)，3DL热备用，4DL运行，高压侧备自投投入，2号主变的差动保护范围在三台主变上齐全的情况下为断路器3DL、断路器4DL以下至该主变低压侧次总断路器之间的各侧TA。
1.1如图11所示当进线一保护动作，进线一电源侧断路器跳闸，可能发生了进线一、I段母线，此时需要甄别为进线一故障还是I段母线故障，采取如下技术手段：
1)a.取电流互感器TA1的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV1的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为I段母线发生了相间短路故障；
b.取电流互感器TA1的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV1测得零序电压值大于整定值时，判断为I段母线发生了接地短路故障；
结合a、b分析，提出防死区误投的备自投装置动作逻辑如图12所示：
(1)TV1测得A相电压小于整定值，且TA1测得A相电流大于整定值；
(2)TV1测得B相电压小于整定值，且TA1测得B相电流大于整定值；
(3)TV1测得C相电压小于整定值，且TA1测得C相电流大于整定值；
(4)TV1测得零序电压大于整定值，且TA1测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，在进线一保护动作启动且备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时(如80ms)启动跳1DL断路器，闭锁3DL断路器合闸，切除I段母线故障，保持对II段母线持续正常供电。
2)进线一故障判断可由常规备自投检测实现。
1.2如图13所示当进线二保护动作，进线二电源侧断路器跳闸，可能发生了进线二、II段母线或III段母线故障，此时需要甄别为进线一故障还是II段或III段母线故障，采取如下技术手段：
1)当进线二保护动作，且2号主变差动保护未动作时；
a.取电流互感器TA2的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV2或TV3的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为III段母线发生了相间短路故障；
b.取电流互感器TA2的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV2或TV3测得零序电压值大于整定值时，判断为III段母线发生了接地短路故障；
结合a、b分析，提出防死区误投的备自投装置动作逻辑如图14所示：
(1)TV2或TV3测得A相电压小于整定值，且TA2测得A相电流大于整定值；
(2)TV2或TV3测得B相电压小于整定值，且TA2测得B相电流大于整定值；
(3)TV2或TV3测得C相电压小于整定值，且TA2测得C相电流大于整定值；
(4)TV2或TV3测得零序电压大于整定值，且TA2测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，同时进线二保护动作、2号主变差动保护未动作且备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时(如80ms)启动跳2DL断路器和4DL断路器，合3DL断路器，切除III段母线故障，保持对I段母线持续正常供电。
2)当进线二保护动作，且2号主变差动保护动作，可判定为II段母线或2号主变发生故障；
3)进线二故障判断可由常规备自投检测实现。
2.运行方式2控制：
当一次运行方式为进线一运行(断路器1DL合位)，进线二热备用(断路器2DL分位)，断路器3DL、断路器4DL运行，高压侧备自投投入。
2.1如图15、17所示当进线一保护动作，进线一电源侧断路器跳闸，故障可能在进线一、I段母线、II段母线、III段母线或1号主变故障上，甄别技术手段如下：
1)当进线一保护动作，且2号主变差动保护未动作时，电流互感器TA4无电流
a.取电流互感器TA1的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV1、TV2或TV3的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为I段母线发生了相间短路故障；
b.取电流互感器TA1的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV1、TV2或TV3测得零序电压值大于整定值时，判断为I段母线发生了接地短路故障；
结合a、b分析，提出防死区误投的备自投装置动作逻辑如图16所示：
(1)TV1、TV2或TV3测得A相电压小于整定值，且TA1测得A相电流大于整定值；
(2)TV1、TV2或TV3测得B相电压小于整定值，且TA1测得B相电流大于整定值；
(3)TV1、TV2或TV3测得C相电压小于整定值，且TA1测得C相电流大于整定值；
(4)TV1、TV2或TV3测得零序电压大于整定值，且TA1测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，同时进线一保护动作、2号主变差动保护未动作、电流互感器TA4无电流，在备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时(如80ms)后启动跳1DL断路器和3DL断路器，合2DL断路器，可以准确切除I段母线故障，同时保持对II母线正常供电。
2)当进线一保护动作，且2号主变差动保护未动作时，电流互感器TA4有电流；
a.取电流互感器TA1的A相、B相、C相电流值进行检测，当任一相电流值大于整定值，且对应的电压互感器TV1、TV2或TV3的A相、B相、C相电压值小于整定值时，判断为III段母线发生了相间短路故障；
b.取电流互感器TA1的零序电流进行检测，当零序电流值大于整定值，且TV1、TV2或TV3测得零序电压值大于整定值时，判断为III段母线发生了接地短路故障；
结合a、b分析，提出防死区误投的备自投装置动作逻辑如图18所示：
(1)TV1、TV2或TV3测得A相电压小于整定值，且TA1测得A相电流大于整定值；
(2)TV1、TV2或TV3测得B相电压小于整定值，且TA1测得B相电流大于整定值；
(3)TV1、TV2或TV3测得C相电压小于整定值，且TA1测得C相电流大于整定值；
(4)TV1、TV2或TV3测得零序电压大于整定值，且TA1测得零序电流大于整定值。
当上述任一条件满足时，同时进线一保护动作、2号主变差动保护未动作、电流互感器TA4有电流，在备自投充电时间正常的情况下，经过必要的延时(如80ms)后启动跳4DL断路器，闭锁2DL断路器合闸，可以准确切除III段母线故障，同时保持对II母线正常供电。
3)当进线一保护动作，且2号主变差动保护动作，可判定为II段母线或2号主变发生故障；
4)进线一故障判断可由常规备自投检测实现。
2.2当进线二保护动作，进线二电源侧断路器跳闸，肯定是进线二发生故障，不可能在I段、II段或III段母线上。因进线二处于充电状态，进线二电源侧断路器跳闸后不影响II母线供电，防死区误投的新型备自投装置不必动作。
下面介绍本发明与扩大变压器差动保护范围、常规进线备自投装置动作结果对比：
为尽快消除隐患，提升电网安全稳定运行水平，针对变压器未全部投运或部分退役拆除的110kV及以下扩大内桥接线变电站，采取了扩大变压器差动保护范围的措施。将运行变压器差动保护范围扩大到无变压器侧进线断路器，主变保护跳闸回路由跳母联断路器改为跳无变压器进线断路器，母联断路器保持运行状态，断开操作电源。即将1号变压器的差动范围扩大到1DL、2DL断路器，具体措施如下：
1)交流二次部分，将1DL断路器侧的TA1电流和2DL断路器侧的TA2电流，接入1号变压器差动回路；
2)直流控制回路部分，将差动保护出口回路改接为跳1DL和2DL断路器回路。
这样，当任何一段母线发生故障时，由于I段、II段、III段母线已接入到1号变压器的差动保护范围内，1号变压器差动保护动作，造成1DL、2DL断路器跳闸，母线故障正确切除。
表1给出了I段母线下接有一台主变压器的防死区误投的新型备自投装置与扩大变压器差动保护范围措施、常规进线备自投装置动作结果。表2给出了II段母线下接有一台主变压器的防死区误投的新型备自投装置与扩大变压器差动保护范围措施、常规进线备自投装置动作结果。
表1：
表2：
由表1所示的结果可以看出，任何一段母线发生故障的情况下，虽然扩大变压器差动保护范围装置动作可以使变压器跳闸，准确切除故障，不会造成再次重合于故障母线的状况，但是其动作结果与常规进线备自投装置动作结果一样，都将造成I段母线、II段母线、III段母线失电，导致变电站全站停电。而防死区误投的新型备自投装置不但能准确切除非主变所在段母线故障，而且还可维持主变所在母线的继续运行，提高了供电可靠性。由此可见，防死区误投的方法在一次设备配置不完整的扩大内桥接线变电站中应用是可行的，优越的。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，应用于输配电网络为110kV及以下电压等级变电站一次主接线中只有一台变压器的扩大内桥接线，包括进线一、进线二两路电源，进线一上串接电流互感器TA1、断路器1DL后接I段母线，进线二上串接电流互感器TA2、断路器2DL后接III段母线，I段母线、II段母线、III段母线分别接有电压互感器TV1、电压互感器TV2、电压互感器TV3，I段母线、II段母线之间串接电流互感器TA3和断路器3DL，II段母线、III段母线之间串接电流互感器TA4和断路器4DL，I段母线接有一号主变压器T1；
其特征在于，在运行方式1的准备阶段，断路器1DL、断路器2DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器3DL为热备用状态；110kV备自投投入，当断路器3DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
设定以下条件：
条件一：进线二保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：对于II段母线或III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述三个条件全部满足时，延时一个时间定值t1后启动跳断路器2DL，闭锁断路器3DL合闸，切除II段母线或III段母线故障，保持对I段母线持续正常供电；
在运行方式2的准备阶段，断路器1DL、断路器3DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器2DL为热备用状态；110kV备自投投入，当断路器2DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：1号主变压器T1差动保护动作未启动；
条件四：对于II段母线或III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述四个条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳3DL断路器，闭锁断路器2DL合闸，以准确切除II段或III段母线故障，同时保持对I母线正常供电；
在运行方式3的准备阶段，断路器2DL、断路器3DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器1DL为热备用状态，110kV备自投投入，当断路器1DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
设定以下条件：
条件一：进线二保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：1号主变压器T1差动保护动作未启动；
条件四：对于II段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述四个条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳断路器2DL和断路器3DL，断路器1DL合闸，以准确切除II段母线或III段母线故障，同时保持对I段母线正常供电；
在运行方式4的准备阶段，断路器1DL、断路器2DL、断路器3DL为合闸运行状态，断路器4DL为热备用状态，110kV备自投投入，当断路器4DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电，
如果故障在II段母线上，设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：1号主变压器T1差动保护动作未启动；
条件四：对于II段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳断路器3DL，闭锁断路器4DL合闸，切除II段母线故障，保持对I段母线持续供电；
如果故障在III段母线上，设定以下条件：
条件一：进线二保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：对于III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳断路器2DL，闭锁断路器4DL合闸，切除II段母线故障，保持对II段母线持续供电。
2.如权利要求1所述的基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，其特征在于，所述时间定值t1为80ms。
3.一种基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，应用于输配电网络为110kV及以下电压等级变电站一次主接线中只有一台变压器的扩大内桥接线，包括进线一、进线二两路电源，进线一上串接电流互感器TA1、断路器1DL后接I段母线，进线二上串接电流互感器TA2、断路器2DL后接III段母线，I段母线、II段母线、III段母线分别接有电压互感器TV1、电压互感器TV2、电压互感器TV3，I段母线、II段母线之间串接电流互感器TA3和断路器3DL，II段母线、III段母线之间串接电流互感器TA4和断路器4DL，II段母线接有二号主变压器T2；
其特征在于，在运行方式1的准备阶段，断路器1DL、断路器2DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器3DL为热备用状态，110kV备自投投入，当3DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
如果故障在I段母线上，设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：对于I段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后启动跳断路器1DL，闭锁断路器3DL合闸，切除I段母线故障，保持对II段母线持续正常供电；
如果故障在III段母线上，设定以下条件：
条件一：进线二保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：2号主变压器T2差动保护动作未启动；
条件四：对于III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后启动跳断路器2DL和断路器4DL，合断路器3DL，切除III段母线故障，保持对II段母线持续正常供电；
在运行方式2的准备阶段，断路器1DL、断路器3DL、断路器4DL为合闸运行状态，断路器2DL为热备用状态，110kV备自投投入，当断路器2DL满足充电条件时则充电，不满足条件时则立即彻底放电，满足充电条件后重新充电；
如果故障在I段母线上，设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：2号主变压器T2差动保护动作未启动；
条件四：对于I段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后，启动跳断路器1DL和断路器3DL，合断路器2DL，以准确切除I段母线故障，同时保持对II母线正常供电；
如果故障在III段母线上，设定以下条件：
条件一：进线一保护动作启动；
条件二：备自投充电时间正常；
条件三：2号主变压器T2差动保护动作未启动；
条件四：对于III段母线，下述任一情况成立：
1)A相电压小于整定值，且A相电流大于整定值；
2)B相电压小于整定值，且B相电流大于整定值；
3)C相电压小于整定值，且C相电流大于整定值；
4)零序电压大于整定值，且零序电流大于整定值；
当上述条件全部满足时，延时一个时间定值t1后启动跳断路器4DL，闭锁断路器2DL合闸，切除III段母线故障，保持对II段母线持续正常供电。
4.如权利要求3所述的基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，其特征在于，所述时间定值t1为80ms。
5.如权利要求1或3所述的基于不完整一次主接线扩大内桥备用电源自动投入方法，其特征在于，由备自投装置内部微机控制器执行实现。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |