CN105655879A - 智能变电站双母线接线方式110千伏系统母线合并单元双重化配置的电压布置方式 - Google Patents

智能变电站双母线接线方式110千伏系统母线合并单元双重化配置的电压布置方式 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能变电站双母线接线方式110千伏系统基于OLP切换的母线合并单元双重化配置的电压布置方式，在每段母线智能控制柜上加装一套与之前配置相同的母线PT合并单元，两个合并单元配置相同，每段母线智能控制柜还增加一套完整的<b>OLP</b>光纤自动切换装置，还包括有远程专家智能判断系统，远程专家智能判断系统用以实现异常信息自动捕抓并远程切换控制，所述的远程专家智能判断系统包括有母线电压监测继电器接线回路及远程智能切换控制逻辑回路。本发明通过增加相关设备投入及逻辑控制回路，可以实现故障设备自愈无缝切换控制，极大提高电网设备运行的可靠性，且可任意时间安排设备检修，提高检修维护的方便性。

Description

智能变电站双母线接线方式110千伏系统母线合并单元双重化配置的电压布置方式
技术领域
本发明涉及一种110千伏系统电压配置方案，特别是一种智能变电站双母线接线方式110千伏系统基于OLP切换的母线合并单元双重化配置的电压布置。
背景技术
众所周知，双母线接线方式母线PT同时向多个间隔多个设备供电，一旦出现故障影响面极大，恶化区域保护整定配合，甚至可能造成电网大量设备拒动作或越级跳闸。近几年，随着智能变电站加快建设和不断投入运行，合并单元和智能终端广泛应用改变传统变电站输出、输出方式研发和设计理念，而对于智能化变电站双母线接线方式110千伏系统单配置设备，目前220kV智能站所有110kV单配置的保护和安全自动装置均由110kVI段母线合并单元级联引取母线电压，如图1，2所示。直流电源设计：110kVI、II段母线合并单元直流电源分别引取直流电源系统I、II段电源，110kV线路间隔保护、测控、控制及智能组件电源按照奇偶间隔编号进行电源分配。一般奇数编号间隔取直流电源I段，偶数编号间隔取II段电源。如图3所示。现有技术的母线配置方案存在主要的问题有：1）110kVI段母线合并单元设备故障，造成级联其母线电压的所有110kV线路间隔电压失去，距离保护及带方向元件的快速段零序保护均被闭锁，仅保留长延时PT断线过流保护及零序保护（一般整定动作时间为3~4秒），这种电网运行方式下任一线路或元件故障，势必因保护整定配合困难造成越级动作，扩大故障范围，甚至可能造成多条线路同时发生跳闸。2）偶数编号间隔的保护、控制及智能组件与级联的母线合并单元挂接不在同段直流电源上，直流电源I段故障失去情况下，所有110kV线路保护电压均失去，产生的影响同1）分析。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种通过主备设备自动切换控制，有效隔离故障设备，极大提高电网设备运行的可靠性，且可任意时间安排设备检修，提高检修维护的方便性的智能变电站双母线接线方式110千伏系统电压配置方案。
一种智能变电站双母线接线方式110千伏系统基于OLP切换的母线合并单元双重化配置的电压布置方式，包括有Ⅰ、Ⅱ母线，Ⅰ、Ⅱ母线智能控制柜，Ⅰ、Ⅱ母线PT合并单元，在每段母线智能控制柜上加装一套与之前配置相同的母线PT合并单元，即在每段母线智能控制柜装设有母线PT合并单元A与母线PT合并单元B，两个合并单元配置相同，都具有母线电压并列功能，均可对外输出Ⅰ母和Ⅱ母电压，为实现母线电压的主、备装置的无缝切换，每段母线智能控制柜还增加一套完整的OLP光纤自动切换装置，当两套合并单元均正常情况下，A套合并单元作为主设备工作，B套合并单元作为热备用设备，还包括有远程专家智能判断系统，远程专家智能判断系统用以实现异常信息自动捕抓并远程切换控制，所述的远程专家智能判断系统包括有母线电压监测继电器接线回路及远程智能切换控制逻辑回路。
本发明通过在现有母线电压设计的基础上，在每段母线智能控制柜上加装一套与之前配置相同的母线PT合并单元，即Ⅰ母母线智能控制柜装设有Ⅰ母母线PT合并单元A与Ⅰ母母线PT合并单元B，两个合并单元配置相同，都具有母线电压并列功能，均可对外输出Ⅰ母和Ⅱ母电压。为实现母线电压的主、备装置的无缝切换，每段母线智能控制柜需增加一套完整的OLP光纤自动切换装置，当两套设备均正常情况下，A套装置作为主设备工作，B套作为热备用设备，当A套合并装置故障导致级联或引取该段母线设备的相关间隔出现SV级联异常或PT断线信号，或者伴随有A套母线合并单元直流消失或装置闭锁等异常信息，且对该母线智能控制柜保护测量、计量交流电压输入、B套合并单元以及OLP装置的硬接点信号进行实时监测和综合判断，远程专家智能判断（以上述工作状态及异常信息进行综合逻辑判别），实现异常信息自动捕抓并远程切换控制。
所述的智能变电站双母线接线方式110千伏系统电压配置方案还可通过人工远程或就地手动控制驱动OLP装置进行切换。
所述的母线电压监测继电器接线回路,具体为在：在每段母线智能控制柜的每段母线保护和计量二次绕组加装AB、BC相低电压监测继电器，母线电压互感器输出电压正常及接线正常时，继电器输入线圈均有100V二次电压，因而低电压继电器不动作；当母线电压互感器输出电压异常及接线异常时，AB、BC相低电压监测继电器检测到输入电压低于70V，此时继电器动作，I段母线两只低电压监测继电器告警信号接点并接后接入该段母线智能控制柜的母线智能终端设备，II段母线两只低电压监测继电器告警信号接点同样并接入该柜的母线智能终端设备。增加的母线PT合并单元装置B其I、II段母线保护、计量、开口电压输入与母线PT合并单元装置A输入并接，均并接于低电压监测继电器后端，合并单元装置B工作电源由独立直流空开供给，电源取自该段母线智能控制柜直流电源输入；装置闭锁、直流失电信号接入该段母线智能控制柜的母线智能终端设备，合并单元装置A、合并单元装置B均配置尾纤跳线至OLP装置输入端，同时将各级联支路光缆接线接于OLP装置输出端，增加的OLP装置电源由独立直流空开供给，电源取自该段母线智能控制柜直流电源输入；OLP装置故障信号也接入该段母线智能控制柜的母线智能终端设备，利用该段母线智能控制柜的母线智能终端设备的双位置备用开出点，同时串接可供投退的出口控制压板，实现远控自动或手动切换控制，该输出点同柜上新增的就地人工投切控制按钮并接后接入OLP装置的切换电路，形成远程及就地光纤切换控制回路，控制电源采用该段母线智能控制柜的母线智能终端设备工作电源。
所述的远程智能切换控制逻辑回路,具体为：当检测到取自该母线合并单元的各级联负载支路均出现“SV级联异常”或“PT断线”信号，或者检测到“A套母线合并单元直流消失或装置闭锁”等异常信息，则此时认为是合并单元A套出现故障或母线电压输入出现异常，在该运行状态下是否进行切换控制，还需要进一步判断合并单元B套以及I、II段母线PT电压输入源端以及OLP切换装置是否正常，首先若母线PT保护、计量绕组电压源端输入异常，异常情况有以下任一种情况：（A）母线PT本体故障,（B）母线PT二次绕组输出至监测继电器侧相关二次接线出现断线或短路,（C）监测继电器至合并单元A或B套二次接线短路，上述三种情况低电压监测继电器均会动作，则闭锁切换，若为监测继电器至合并单元A套二次接线出现断线，则认为异常仅导致A套装置无法正常工作，则不闭锁切换；其次若为OLP切换装置故障，此时进行切换控制会造成切换失效，因而执行闭锁切换控制逻辑；最后再判断合并单元B套是否故障，通过检测装置是否有直流消失或装置闭锁信号来判断，有异常信号则同样闭锁切换控制。
综上所述的，本发明相比现有技术如下优点：
本发明通过增加相关设备投入及逻辑控制回路，可以实现故障设备自愈无缝切换控制，极大提高电网设备运行的可靠性，且可任意时间安排设备检修，提高检修维护的方便性。
附图说明
图1是现有技术的110kVI段母线合并单元接线示意图。
图2是现有技术的110kVII段母线合并单元接线示意图。
图3是110kV系统间隔直流电源接线示意图
图4是本发明的110kVI段母线加装电压监测继电器接线回路图。
图5是本发明的110kVI段母线合并单元切换控制示意回路图。
图6是本发明的110kVII段母线加装电压监测继电器接线回路图。
图7是本发明的110kVII段母线合并单元切换控制示意回路图。
图8是本发明的远程智能切换控制逻辑图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细的描述。
实施例1
一种智能变电站双母线接线方式110千伏基于OLP切换的母线合并单元双重化配置的电压布置方式，具体在每段母线智能控制柜上加装一套与之前配置相同的母线PT合并单元。即Ⅰ母母线智能控制柜装设有Ⅰ母母线PT合并单元A与Ⅰ母母线PT合并单元B，两个合并单元配置相同，都具有母线电压并列功能，均可对外输出Ⅰ母和Ⅱ母电压。即Ⅱ母母线智能控制柜装设有Ⅱ母母线PT合并单元A与Ⅱ母母线PT合并单元B，两个合并单元配置相同，都具有母线电压并列功能，均可对外输出Ⅰ母和Ⅱ母电压。为实现母线电压的主备装置的无缝切换，每段母线智能控制柜需增加一套完整的OLP光纤自动切换装置，当两套设备均正常情况下，A套装置作为主设备工作，B套作为热备用设备，当A套合并装置故障导致级联或引取该段母线设备的相关间隔出现SV级联异常或PT断线信号，或者伴随有A套母线合并单元直流消失或装置闭锁等异常信息，且对该母线智能控制柜保护测量、计量交流电压输入、B套合并单元以及OLP装置的硬接点信号进行实时监测和综合判断，远程专家智能判断（以上述工作状态及异常信息进行综合逻辑判别），实现异常信息自动捕抓并远程切换控制，或者在远方智能判别失效情况下，运维值班人员可通过人工远程或就地手动控制驱动OLP装置进行切换，母线电压监测继电器接线回路图，切换控制回路示意图，远程智能切换控制逻辑图。
本发明具体为：在原有设计方案需增加以下主要设备：1）每段母线智能控制柜加装1套母线合并装置，双母线接线为2套；2）每段母线智能控制柜加装1套OLP光纤自动切换装置，双母线接线为2套；3）每段母线需加装4只母线智能控制柜交流输入电压监测继电器，双母线接线为8只。
2、回路接线情况（文中以I段母线PT智能控制柜为例，II段母线相同）：1）在每段母线保护和计量二次绕组加装AB、BC相低电压监测继电器（一般整定在70V），母线电压互感器输出电压正常及接线正常时，继电器输入线圈均有100V二次电压，因而低电压继电器不动作；当母线电压互感器输出电压异常及接线异常时，AB、BC相低电压监测继电器检测到输入电压低于70V，此时继电器动作，I段母线两只低电压监测继电器告警信号接点并接后接入I段母线智能终端设备，II段母线两只低电压监测继电器告警信号接点同样并接接入I段母线智能终端设备。2）增加的母线PT合并单元装置B其I、II段母线保护、计量、开口电压输入与母线PT合并单元装置A输入并接，均并接于低电压监测继电器后端，所示；PT合并单元装置B工作电源由独立直流空开供给，电源取自该柜直流电源输入；装置闭锁、直流失电信号接入I段母线智能终端。3）合并单元装置A、合并单元装置B均配置尾纤跳线至OLP装置输入端，同时将各级联支路光缆接线接于OLP装置输出端。4）增加的OLP装置电源由独立直流空开供给，电源取自该柜直流电源输入；装置故障信号接入I段母线智能终端设备。5）利用I母PT智能智能控制柜内智能终端设备的双位置备用开出点，同时串接可供投退的出口控制压板，实现远控自动或手动切换控制，该输出点同柜上新增的就地人工投切控制按钮并接后接入OLP装置的切换电路，形成远程及就地光纤切换控制回路，控制电源采用该柜智能终端设备的工作电源。
3、回路功能逻辑：1）：低电压监测继电器作用是用于判断是否为母线电压源端故障，若为母线电压源端故障或接线异常，异常信号通过母线智能终端发送至调控系统，并闭锁远程自动切换控制，否则该判据开放。2）：正常运行时，切换电路控制取合并单元A套的输出光纤信号，B套处热备用状态；当检测到异常运行状态（具体异常判断逻辑详见第3）点说明），通过远程自动捕抓异常信息进行综合判断后远程自动无缝切换控制，如果远方智能判别失效情况下，运维值班人员可通过人工远程或就地手动控制驱动OLP装置进行切换控制；当合并单元A套修复情况下，可利用人工远程或就地手动控制进行运行方式的恢复，使合并单元B套仍处热备用状态。3），当检测到取自该母线合并单元的各级联负载支路均出现“SV级联异常”或“PT断线”信号，或者检测到“A套母线合并单元直流消失或装置闭锁”等异常信息，则此时认为是合并单元A套出现故障或母线电压输入出现异常，在该运行状态下是否进行切换控制，还需要进一步判断合并单元B套以及I、II段母线PT电压输入源端以及OLP切换装置是否正常，首先若母线PT保护、计量绕组电压源端输入异常，异常情况有以下任一种情况：（A）母线PT本体故障,（B）母线PT二次绕组输出至监测继电器侧相关二次接线出现断线或短路,（C）监测继电器至合并单元A或B套二次接线短路，上述三种情况低电压监测继电器均会动作，则闭锁切换，若为监测继电器至合并单元A套二次接线出现断线，则认为异常仅导致A套装置无法正常工作，则不闭锁切换；其次若为OLP切换装置故障，此时进行切换控制会造成切换失效，因而执行闭锁切换控制逻辑；最后再判断合并单元B套是否故障，通过检测装置是否有直流消失或装置闭锁信号来判断，有异常信号则同样闭锁切换控制。
本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (4)

1.一种智能变电站双母线接线方式110千伏系统基于OLP切换的母线合并单元双重化配置的电压布置方式，包括有Ⅰ、Ⅱ母线，Ⅰ、Ⅱ母线智能控制柜，Ⅰ、Ⅱ母线PT合并单元，其特征在于：在每段母线智能控制柜上加装一套与之前配置相同的母线PT合并单元，即在每段母线智能控制柜装设有母线PT合并单元A与母线PT合并单元B，两个合并单元配置相同，都具有母线电压并列功能，均可对外输出Ⅰ母和Ⅱ母电压，为实现母线电压的主、备装置的无缝切换，每段母线智能控制柜还增加一套完整的OLP光纤自动切换装置，当两套合并单元均正常情况下，A套合并单元作为主设备工作，B套合并单元作为热备用设备，还包括有远程专家智能判断系统，远程专家智能判断系统用以实现异常信息自动捕抓并远程切换控制，所述的远程专家智能判断系统包括有母线电压监测继电器接线回路及远程智能切换控制逻辑回路。
2.根据权利要求1所述的智能变电站双母线接线方式110千伏系统基于OLP切换的母线合并单元双重化配置的电压布置方式，其特征在于：所述的智能变电站双母线接线方式110千伏系统电压配置方案还可通过人工远程或就地手动控制驱动OLP装置进行切换。
3.根据权利要求1或2所述的智能变电站双母线接线方式110千伏系统基于OLP切换的母线合并单元双重化配置的电压布置方式，其特征在于：所述的母线电压监测继电器接线回路具体为在每段母线智能控制柜的每段母线保护和计量二次绕组加装AB、BC相低电压监测继电器，母线电压互感器输出电压正常及接线正常时，继电器输入线圈均有100V二次电压，因而低电压继电器不动作；当母线电压互感器输出电压异常及接线异常时，AB、BC相低电压监测继电器检测到输入电压低于70V，此时继电器动作，I段母线两只低电压监测继电器告警信号接点并接后接入该段母线智能控制柜的母线智能终端设备，II段母线两只低电压监测继电器告警信号接点同样并接入该柜的母线智能终端设备,增加的母线PT合并单元装置B其I、II段母线保护、计量、开口电压输入与母线PT合并单元装置A输入并接，均并接于低电压监测继电器后端，合并单元装置B工作电源由独立直流空开供给，电源取自该段母线智能控制柜直流电源输入；装置闭锁、直流失电信号接入该段母线智能控制柜的母线智能终端设备，合并单元装置A、合并单元装置B均配置尾纤跳线至OLP装置输入端，同时将各级联支路光缆接线接于OLP装置输出端，增加的OLP装置电源由独立直流空开供给，电源取自该段母线智能控制柜直流电源输入；OLP装置故障信号也接入该段母线智能控制柜的母线智能终端设备，利用该段母线智能控制柜的母线智能终端设备的双位置备用开出点，同时串接可供投退的出口控制压板，实现远控自动或手动切换控制，该输出点同柜上新增的就地人工投切控制按钮并接后接入OLP装置的切换电路，形成远程及就地光纤切换控制回路，控制电源采用该段母线智能控制柜的母线智能终端设备工作电源。
4.根据权利要求3所述的智能变电站双母线接线方式110千伏系统基于OLP切换的母线合并单元双重化配置的电压布置方式，其特征在于：所述的远程智能切换控制逻辑回路具体为：当检测到取自该母线合并单元的各级联负载支路均出现“SV级联异常”或“PT断线”信号，或者检测到“A套母线合并单元直流消失或装置闭锁”等异常信息，则此时认为是合并单元A套出现故障或母线电压输入出现异常，在该运行状态下是否进行切换控制，还需要进一步判断合并单元B套以及I、II段母线PT电压输入源端以及OLP切换装置是否正常，首先若母线PT保护、计量绕组电压源端输入异常，异常情况有以下任一种情况：（A）母线PT本体故障,（B）母线PT二次绕组输出至监测继电器侧相关二次接线出现断线或短路,（C）监测继电器至合并单元A或B套二次接线短路，上述三种情况低电压监测继电器均会动作，则闭锁切换，若为监测继电器至合并单元A套二次接线出现断线，则认为异常仅导致A套装置无法正常工作，则不闭锁切换；其次若为OLP切换装置故障，此时进行切换控制会造成切换失效，因而执行闭锁切换控制逻辑；最后再判断合并单元B套是否故障，通过检测装置是否有直流消失或装置闭锁信号来判断，有异常信号则同样闭锁切换控制。
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