CN106655171A - 3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，针对可能存在不同负载性质受控间隔的选相分合闸控制场合应用，选相控制设备预置感性负载选相控制、容性负载选相控制、同期合闸控制及选相无效控制策略，通过采集与中断路器相关的断路器的位置信号以及各母线的选相基准电压信号，根据当前系统运行工况，自动选择选相基准信号和控制策略，实现对中断路器的智能选相控制。本发明利用单台选相控制设备通过选相基准信号及控制策略的自动选择，有效解决3/2接线方式下中断路器的双分支选相控制问题，提高了选相控制设备的智能化程度和应用灵活性，节约系统配置和运维成本。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统中断路器智能控制技术领域，具体涉及一种3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法。
背景技术
高压开关设备智能化是电力系统智能一次设备实现的重要组成部分，选相控制技术作为一次开关设备智能化的重要体现方面，可实现断路器定相位控制，或提高其开断能力，有效抑制暂态过电压和涌流，减小对系统电气设备冲击，提高系统电能质量，减少设备维修工作量和防止保护误动。
目前，在特高压交直流输电的大背景下，特高压电网中的过电压和电流暂态冲击问题凸显，具备相控功能的高压断路器在诸多重点直流工程中得到越来越多的应用。但是，通常高电压等级的应用场合中，考虑到系统可靠性，以3/2接线方式居多，如图1所示，对于一个串上的中断路器来说，有可能合闸于不同的分支间隔，各分支的电力设备负载性质不一定一致；对于可能存在多个选相基准信号和受控间隔的工况，传统的选相控制设备仅考虑一种基准信号的接入，自身并不具备逻辑判定功能；且其仅内置一种特定的选相控制策略，仅可实现对中断路器一个分支的选相控制，若将传统的单台选相控制设备应用于双分支间隔的选相控制，则需根据待合闸的受控侧间隔负载性质临时修改定值，这在设备运行中不被允许；在此情况下，只能通过增配一台选相控制设备实现双分支的选相控制，但却造成了设备数量和投资成本的增加。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术中的问题，提供一种3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，该方法利用单台选相控制设备，通过选相基准信号及控制策略的自动选择，解决3/2接线方式下中断路器的双分支选相控制问题。
本发明的技术方案是：本发明的3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，包括以下步骤：
①预置控制策略：在配设的用于对中断路器分合闸实施选相控制的选相控制设备内，预置感性负载选相控制策略、容性负载选相控制策略、同期合闸控制策略、选相无效控制策略；
②实时信号采集：选相控制设备实时采集与中断路器相关联的上断路器CB1和下断路器CB2的位置开关量信号，以及可能用于作为选相基准信号的I母线的第一基准侧电压U1和II母线的第二基准侧电压U2模拟量信号；
③逻辑判断及控制策略预选择：选相控制设备在收到电力控制系统或手动分合闸指令之前，根据步骤②中采集到的开关量和模拟量信号进行逻辑判定，自动选择当前工况下用于选相控制的基准信号，自动判定受控侧间隔并选择相应的内置控制策略：
当第一基准侧电压U1有压，且上断路器CB1处在合闸位置；同时下断路器CB2在分位或者第二基准侧电压U2无压，选相控制设备自动选择第一基准侧电压U1作为选相基准信号，判定待分合闸于第一受控侧，并相应自动选择感性负载选相控制策略；
当第二基准侧电压U2有压，且下断路器 CB2处在合闸位置；同时上断路器CB1处在分位或者第一基准侧电压U1无压，选相控制设备自动选择第二基准侧电压U2作为选相基准信号，判定待分合闸于第二受控侧，并相应自动选择容性负载选相控制策略；
当第一基准侧电压U1和第二基准侧电压U2同时有压；同时上断路器CB1和下断路器CB2同时在合位，选相控制设备判定为双侧有源系统的同期合闸操作，并相应自动选择同期合闸控制策略；
当下断路器CB2在分位或者第二基准侧电压U2无压；同时上断路器CB1在分位或者第一基准侧电压U1无压；此时选相控制设备判定为空合断路器，并相应自动选择选相无效控制策略；
④接收指令时对中断路器分合闸实施相应控制：选相控制设备在收到电力控制系统或手动分合闸指令时，根据步骤③中所确定的当前控制策略对应的控制方式，对中断路器的分合闸实施控制动作。
进一步的方案是：上述的步骤②中，采集的开关量信号包括上断路器CB1和下断路器CB2及其双侧刀闸的位置信号，所述位置信号可采用单位置或双位置信号，实现方式可为单相或三相位置接点的串联或并联方式。
进一步的方案是：上述的步骤②中，采集的模拟量信号，包括I母线和II母线的单相电压或三相电压，实现方式可为相电压或线电压。
本发明具有积极的效果：本发明的3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，其由中断路器所配置的选相控制设备，预置感性负载选相控制、容性负载选相控制、同期合闸控制和选相无效控制策略，通过采集与中断路器相关的各断路器位置信号以及各母线的选相基准电压信号，根据当前系统运行工况，自动选择选相基准信号和控制策略，实现对中断路器的双分支智能选相控制。其较之于现有技术，提高了选相控制设备的智能化程度和应用灵活性，节约系统配置和运维成本。
附图说明
图1为本发明所应用一种系统的结构示意图，图中还显示了选相控制设备配置方式及其接入的信号；
图2为本发明的选相控制设备进行选相基准信号及控制策略自动选择的逻辑示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
（实施例1）
本实施例的3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，其所应用的系统如图1所示，其中，I母线为输电线路第一母线；II母线为输电线路第二母线；CB1为I母线边断路器，称为上断路器，CB2为II母线边断路器，称为下断路器，上断路器CB1和下断路器CB2之间的中断路器为受控断路器，中断路器的分合闸受配设的选相控制设备控制；第一基准侧电压U1即为检测的I母线电压；第二基准侧电压U2即为检测的II母线电压；第一受控侧为中断路器靠近II母线的分支间隔LD1；第二受控侧为中断路器靠近I母线的分支间隔LD2；实际工程应用中，通常情况下分支间隔LD1和LD2的负载性质不同，如可能为容性负载和感性负载，本实施例中，假定分支间隔LD1为感性负载，分支间隔LD2为容性负载。负载的性质不同，其最佳目标分合闸相位不同。
由于图1所示的中断路器的分闸控制和合闸控制原理相同，本实施例中以合闸为例进行说明。
图1所示的中断路器操作，存在的合闸情况包括：
a．I母线有压作为基准侧时，基准信号选择为第一基准侧电压U1，通过中断路器向第一受控侧充电；
b．II母线有压作为基准侧时，基准信号选择为第二基准侧电压U2，通过中断路器向第二受控侧充电。
参见图2，本实施例的3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，其主要包括以下步骤：
①预置控制策略：在配设的用于对中断路器分合闸实施选相控制的选相控制设备内，预置感性负载选相控制策略、容性负载选相控制策略、同期合闸控制策略、选相无效控制策略。
选相控制设备内置的感性负载选相控制策略、容性负载选相控制策略、同期合闸控制策略或选相无效控制策略，各单个的控制策略均为选相控制设备所采用的现有技术，不做详述。
②实时信号采集：选相控制设备实时采集与受控的中断路器相关联的断路器位置开关量信号，实时采集可能用于作为选相基准信号的各母线电压模拟量信号；
采集的开关量信号包括上断路器CB1和下断路器CB2及其双侧刀闸的位置信号，位置信号可采用单位置或双位置信号，实现方式可为单相或三相位置接点的串联或并联方式。
采集的模拟量信号，包括I母线和II母线的单相电压或三相电压，实现方式可为相电压或线电压。
③逻辑判断及控制策略预选择：选相控制设备在收到电力控制系统或手动分合闸指令之前，根据步骤②中采集到的开关量和模拟量信号进行逻辑判定，自动选择当前工况下用于选相控制的基准信号，自动判定受控侧间隔并选择相应的控制策略：
当第一基准侧电压U1有压，即I母线正常带电，且上断路器CB1处在合闸位置，若同时满足中断路器下口侧无源，也即下断路器CB2在分位或者第二基准侧电压U2也即II母线无压；此时，选相控制设备自动选择第一基准侧电压U1作为选相基准信号，判定为待合闸于第一受控侧，并相应自动选择内置的感性负载选相控制策略；
当第二基准侧电压U2有压，即II母线正常带电时，且下断路器 CB2处在合闸位置，若同时满足中断路器上口侧无源，也即上断路器CB1处在分位或者I母线上第一基准侧电压U1无压，此时，选相控制设备自动选择第二基准侧电压U2作为选相基准信号，判定为待合闸于第二受控侧，并相应自动选择内置的容性负载选相控制策略；
当第一基准侧电压U1和第二基准侧电压U2同时有压，且上断路器CB1和下断路器CB2同时在合位，此时，选相控制设备判定为双侧有源系统的同期合闸操作，并相应自动选择内置的同期合闸控制策略；
当中断路器双侧无源，即下断路器CB2在分位或者第二基准侧电压U2无压，且同时满足上断路器CB1在分位或者第一基准侧电压U1无压；此时选相控制设备判定为空合断路器，并相应自动选择内置的选相无效控制策略。
④接收到指令时对中断路器分合闸实施相应控制：选相控制设备在收到电力控制系统或手动分合闸指令时，根据步骤③中所确定的当前控制策略相应的控制方式对中断路器的分合闸实施控制，包括感性负载选相控制方式、容性负载选相控制方式、不增加额外延时同期合闸控制方式或者选相无效直接控制方式。
以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。
Claims (3)
1.一种3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，其特征在于，包括以下步骤：
①预置控制策略：在配设的用于对中断路器分合闸实施选相控制的选相控制设备内，预置感性负载选相控制策略、容性负载选相控制策略、同期合闸控制策略、选相无效控制策略；
②实时信号采集：选相控制设备实时采集与中断路器相关联的上断路器CB1和下断路器CB2的位置开关量信号，以及可能用于作为选相基准信号的I母线的第一基准侧电压U1和II母线的第二基准侧电压U2模拟量信号；
③逻辑判断及控制策略预选择：选相控制设备在收到电力控制系统或手动分合闸指令之前，根据步骤②中采集到的开关量和模拟量信号进行逻辑判定，自动选择当前工况下用于选相控制的基准信号，自动判定受控侧间隔并选择相应的内置控制策略：
当第一基准侧电压U1有压，且上断路器CB1处在合闸位置；同时下断路器CB2在分位或者第二基准侧电压U2无压，选相控制设备自动选择第一基准侧电压U1作为选相基准信号，判定待分合闸于第一受控侧，并相应自动选择感性负载选相控制策略；
当第二基准侧电压U2有压，且下断路器 CB2处在合闸位置；同时上断路器CB1处在分位或者第一基准侧电压U1无压，选相控制设备自动选择第二基准侧电压U2作为选相基准信号，判定待分合闸于第二受控侧，并相应自动选择容性负载选相控制策略；
当第一基准侧电压U1和第二基准侧电压U2同时有压；同时上断路器CB1和下断路器CB2同时在合位，选相控制设备判定为双侧有源系统的同期合闸操作，并相应自动选择同期合闸控制策略；
当下断路器CB2在分位或者第二基准侧电压U2无压；同时上断路器CB1在分位或者第一基准侧电压U1无压；此时选相控制设备判定为空合断路器，并相应自动选择选相无效控制策略；
④接收指令时对中断路器分合闸实施相应控制：选相控制设备在收到电力控制系统或手动分合闸指令时，根据步骤③中所确定的当前控制策略对应的控制方式，对中断路器的分合闸实施控制动作。
2.根据权利要求1所述的3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，其特征在于，所述的步骤②中，采集的开关量信号包括上断路器CB1和下断路器CB2及其双侧刀闸的位置信号，所述位置信号可采用单位置或双位置信号，实现方式可为单相或三相位置接点的串联或并联方式。
3.根据权利要求1所述的3/2接线方式下中断路器选相控制策略自动选择方法，其特征在于，所述的步骤②中，采集的模拟量信号，包括I母线和II母线的单相电压或三相电压，实现方式可为相电压或线电压。
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