CN106026367A - 一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，具体为将内桥开关的两侧主刀闸位置纳入备投内桥方式的充电条件，将进线开关线路侧的主刀闸位置及线路侧的有电判别纳入备投进线开关方式的充电条件，使备自投装置识别进线线路停电状态与开关停电状态，实现开关或线路停电时备自投装置无法充电或对已有充电状态放电。本发明在备自投装置运行工况良好的情况下，倒闸操作时运维人员可省去对备自投装置功能压板及出口压板的操作，只需在倒闸操作前、后及日常巡视中对备自投装置运行工况进行检查，极大地提高了现场作业效率。

Description

一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法

技术领域

本发明涉及一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法。

背景技术

备自投装置即备用电源自投装置，其工作原理是当主供电源因故失压后，由备自投装置动作出口先将主供电源可靠断开，再将备用电源自动投入，保证对用户持续供电，是保证电力系统持续可靠供电的重要措施。目前，国内电力系统110kV变电站普遍采用内桥接线方式，变电站中110kV线路开关及内桥开关均不配置专门的保护装置，而是依靠110kV备自投装置、主变备自投装置、主变差动保护及高后备保护实现投切。其中，110kV备自投装置作为保证站内高压侧电源持续可靠供电的第一道关口，其运行可靠性显得尤为重要。

目前在生产现场广泛采用的110kV备自投装置具有一定的自适应能力，能够根据变电站运行方式的改变切换相应的备自投逻辑。但经过多年的现场运行经验来看，该备自投逻辑还存在一定的不足，主要表现为：

1)不能自动适应110kV系统各种运行方式，当进线开关、进线线路或内桥开关停电时，备自投装置依然有误动的可能性。

2)当线路或开关停电时，仍然需要人为操作备自投装置，且行业内没有关于自适应备自投装置的运行管理规范，现场运行维护无据可依。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，本发明能够自动适应110kV内桥接线变电站110kV系统的各种运行方式，可实现运维人员对备自投装置的零操作，提高安全作业效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，将内桥开关所属的主刀闸位置加入备投内桥方式的充电条件，将进线开关线路侧的主刀闸位置及线路侧的有电判别纳入备投进线开关方式的充电条件，使备自投装置识别线路停电状态与开关停电状态，实现开关或线路停电时备自投装置无法充电或对已有充电状态放电。

所述方法中，备投进线开关的充电条件中加入进线开关线路侧的主刀闸合位的条件。

所述方法中，备投内桥方式的充电条件中加入内桥开关的两侧主刀闸均为合位的条件。

所述方法中，通过进线线路侧带电显示器进行线路侧有电的判别。

线路侧至少有两相装设带电显示器，其逻辑关系为或的关系，其中一相带电显示器指示有电，即可判定线路侧有电。

进线开关两侧主刀闸之间存在五防闭锁关系，即对进线开关母线侧的刀闸进行分、合闸操作时，其靠近线路侧的刀闸必须在分位。

内桥开关两侧刀闸之间无五防闭锁条件要求。

充电条件还包括110kV系统的两段母线均有压。

备投装置正确动作条件还包括备投装置全部出口压板都投入。

本发明的有益效果为：

1)充电条件中只增加了对开关所属刀闸位置以及线路侧带电显示器的检测，在变电站设计及建设中不增加任何一次设备投资；

2)检修人员对线路侧其中一相带电显示器进行维护，不影响备自投装置正确动作；

3)能够使110kV备自投装置实现110kV系统各种运行方式下的自适应；

4)实现运维人员对110kV备自投装置零操作，极大地提高现场作业效率，且有效防止误操作；

5)自投动作逻辑是建立在备自投装置可靠运行的基础上，在备自投装置运行工况良好的情况下，倒闸操作时运维人员可省去对备自投装置功能压板及出口压板的操作，只需在倒闸操作前、后及日常巡视中对备自投装置运行工况进行检查，极大地提高了现场作业效率。

附图说明

图1为本发明的110kV内桥变电站接线图；

图2为本发明的自适应备投临时Ⅰ线101开关动作逻辑示意图；

图3为本发明的自适应备投110kV内桥103开关动作逻辑示意图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

本发明在分析当前110kV备自投装置充、放电条件及动作逻辑的基础上，提出一种具有全过程自适应能力的备自投动作逻辑，能够自动适应110kV内桥接线变电站110kV系统的各种运行方式，可实现运维人员对备自投装置的零操作，提高安全作业效率。

1当前110kV备自投装置工作原理

图1所示为110kV内桥变电站典型接线方式，站内110kV备自投装置引入110kVⅠ、Ⅱ母线PT电压作为电压判据，引入临时Ⅰ线、临时Ⅱ线线路侧PT(图中分别为PA1、PA2)电压作为备自投自投充电及动作的辅助判据，再引入两条线路各一相电流作为电流判据，防止PT断线时备自投装置误动作。此种接线方式下，110kV系统备投方式可分为两大类，即线路备投和内桥备投，线路备投又包含备投临时Ⅰ线和备投临时Ⅱ线，不同备投方式所对应的充、放电及动作条件如表1中所示。

表1不同备投方式所对应的充、放电及动作条件

由于电网实际运行中曾发生因线路PT断线，导致110kV备自投装置线路备投方式充电条件不满足而发生拒动，造成大面积停电事故。因此，在反事故措施中规定110kV备自投装置充电条件不检线路侧有压，本发明后续论述中也采用此种方式。

备自投装置设置备投方式切换开关或功能压板，可以实现线路备投、内桥备投、备投方式退出三种功能的切换。此外，备自投装置包含五个出口压板，以图1所示变电站为例，110kV备自投装置出口压板分别为:

1)备投跳临时Ⅰ线101开关压板；

2)备投合临时Ⅰ线101开关压板；

3)备投跳临时Ⅱ线105开关压板；

4)备投合临时Ⅱ线105开关压板；

5)备投合110kV内桥103开关压板。

2当前110kV自适应备自投装置的特点分析

与传统备自投装置相比，当前110kV变电站常用的备自投装置主要特点在于：

1.用相应的功能压板或控制字实现备投方式切换,且正常运行时所有备投方式均在投入位置，装置根据一次系统开关实际位置实现备投方式切换。

2.投入运行后，其所属五个出口压板均在投入位置。当备自投装置动作时，装置自动选择经相应的出口压板出口跳、合对应的开关。

由此可以看出，当前110kV自适应备自投装置与传统备自投装置的主要区别在于增加了根据开关实际位置识别备投方式的功能。然而现场运行经验表明，当110kV线路或开关停电时，当前110kV自适应备自投装置有误动的可能，以图1所示变电站为例，主要表现在：

1)当临时Ⅰ线线路停电，由临时Ⅱ线供全站负荷时，临时Ⅰ线101开关及所属1、3刀闸在分位，临时Ⅱ线105开关、110kV内桥103开关在合位，当前自适应备自投装置即判别备投方式为备投临时Ⅰ线，此时110kVⅠ、Ⅱ母线有压，满足备投临时Ⅰ线方式充电条件，同时备自投装置所属的出口压板全在投入位置，一旦临时Ⅱ线线路侧发生故障，则满足备投临时Ⅰ线方式动作条件。

2)当内桥开关停电检修时，当前自适应备自投装置同样有动作的可能。

依据变电运行规程规定，不允许备自投装置将设备备投至无电设备上，因此上述两种动作情况均属于误动。由于当前行业内部没有关于自适应备自投装置的相关运行规程，为了防止上述误动情况的发生，运维人员一般会将当前自适应备自投装置停用。该方法能有效防止自适应备自投装置误动作，但人为操作增加了现场运行维护成本以及误操作的可能性，与自适应备自投装置的设计初衷不符，无法真正体现出其技术优越性。

究其原因，在于当前110kV自适应备自投装置仅根据开关分、合位进行备投方式识别的逻辑设计不能适应一次系统各种运行方式，因此，优化设计110kV备自投装置动作逻辑，使其能够识别线路停电及开关停电状态，才能有效解决当前自适应备自投实际运行中存在的风险。

3优化设计方案

如何实现备自投装置识别开关或线路停电状态，在于分析开关或线路停电时的特殊点，并将特殊点加入到备自投装置的充电条件中，即可实现开关或线路停电时备自投装置无法充电或对已有充电状态放电，从而保证备自投装置可靠不动作。

3.1识别开关停电状态

以图1所示变电站为例，临时Ⅰ线101开关停电与备投临时Ⅰ线状态下101开关及所属1、3刀闸位置对比如表2所示，即两种状态下一次系统的主要区别在于101开关所属1、3刀闸的位置不同。同时，根据变电站防误操作装置设计要求，101-1刀闸与101-3刀闸之间存在五防闭锁关系，即对101-1刀闸进行分、合闸操作时，101-3刀闸必须在分位。因此，只需在备投临时Ⅰ线方式的充电条件中加入101-3刀闸合位的条件时，即可有效识别临时Ⅰ线101开关停电与备投临时Ⅰ线方式。

表2进线开关停电状态与线路备投方式状态对比

同理，110kV内桥103开关停电与备投内桥状态时的开关及刀闸位置对比如表3所示。实际运行中，103-1刀闸与103-2刀闸之间无五防闭锁条件要求。因此，在备投内桥方式的充电条件中加入103-1、103-2刀闸合位条件，可有效识别110kV内桥103开关停电与备投内桥方式。

表3内桥开关停电状态与备投内桥开关方式状态对比

3.2识别线路停电状态

以临时Ⅰ线线路停电为例，此时101开关及所属1、3刀闸位置与101开关停电时一致，如表4所示，主要区别在于临时Ⅰ线线路侧是否有电。因此，通过技术手段实现线路侧有电判别即可识别线路停电状态与开关停电状态。

表4线路停电状态与备投进线开关状态对比

实际运行中，可通过两种方式进行线路侧有电的判别，即线路侧PT或线路侧带电显示器。线路侧PT曾因发生断线造成备自投装置拒动而不被采用，因此，可通过线路侧带电显示器进行线路侧有电判别。带电显示器工作稳定，且在变电站设计中，线路侧至少有两相装设带电显示器，其中一相带电显示器指示有电，即可判定线路侧有电。在检修人员对带电显示器维护及时且良好的情况下，线路侧两相或三相带电显示器不存在同时停止工作的可能。此外，带电显示器相比线路侧PT能够节约大量的采购、安装成本。因此，采用带电显示器进行线路侧有电判断的方式较之采用线路侧PT具有明显的优越性。

综上所述，在备投进线开关方式的充电条件中加入开关线路侧3刀闸合位及线路侧有电的条件，可使备自投装置有效识别进线线路停电状态与进线开关停电状态。以备投临时Ⅰ线101开关为例，优化后的备投进线开关方式动作逻辑如图2所示。

由图2可以看出，当临时Ⅰ线101开关停电时，101-3刀闸在分位，不满足备投临时Ⅰ线101开关方式充电条件，因此备自投装置不会发生误动。当临时Ⅰ线线路停电时，101-3刀闸在分位，同时临时Ⅰ线线路侧带电显示器均指示无电，不满足备投临时Ⅰ线101开关方式充电条件，备自投装置不会发生误动。

同理，优化后的备投110kV内桥103开关方式动作逻辑如图3所示，由图中可以看出，当110kV内桥103开关停电时，103-1刀闸、103-2刀闸在分位，不满足备投110kV内桥103开关方式充电条件，备自投装置不会发生误动。

本发明所述110kV全过程自适应备自投动作逻辑是建立在备自投装置可靠运行的基础上，在备自投装置运行工况良好的情况下，倒闸操作时运维人员可省去对备自投装置功能压板及出口压板的操作，只需在倒闸操作前、后及日常巡视中对备自投装置运行工况进行检查，极大地提高了现场作业效率。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：将内桥开关的两侧主刀闸位置加入备投内桥方式的充电条件，将进线开关线路侧的主刀闸位置及有电判别纳入备投进线开关方式的充电条件，使备自投装置识别开关停电状态与进线线路停电状态，实现开关或线路停电时备自投装置无法充电或对已有充电状态放电。

2.如权利要求1所述的一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：备投进线开关的充电条件中加入进线开关线路侧的主刀闸合位的条件。

3.如权利要求1所述的一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：备投内桥方式的充电条件中加入内桥开关的两侧主刀闸均为合位的条件。

4.如权利要求1所述的一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：通过进线线路侧带电显示器进行线路侧有电的判别。

5.如权利要求1所述的一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：线路侧至少有两相装设带电显示器，且其逻辑关系为或的关系，其中一相带电显示器指示有电，即可判定线路侧有电。

6.如权利要求1所述的一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：进线开关两侧主刀闸之间存在五防闭锁关系，即对进线开关母线侧主刀闸进行分、合闸操作时，其线路侧的主刀闸必须在分位。

7.如权利要求1所述的一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：内桥开关两侧主刀闸之间无五防闭锁条件要求。

8.如权利要求1所述的一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：充电条件还包括110kV系统的两段母线均有压。

9.如权利要求1所述的一种具有全过程自适应能力的110kV备自投动作控制方法，其特征是：备投装置正确动作条件还包括备投装置全部出口压板都投入。