CN107196308B - 1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统及其调压方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于特高压输电线路中的有载调压领域，尤其涉及一种1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统及其调压方法，包括主变测控装置、有载调压机构、自投切启动装置、数据处理比较模块和调压补偿变保护装置，主变测控装置分别与有载调压机构、自投切启动装置相连接，有载调压机构与数据处理比较模块之间双向连接，数据处理比较模块与调压补偿变保护装置双向连接，自投切启动装置分别与数据处理比较模块、调压补偿变保护装置单向连接，本装置既能够满足在调压过程中保护运行在不灵敏段，而非灵敏段，提高保护可靠性，不需要大量的操作人员到现场进行监视和操作，缩短调压过程时间，可以减少人力、物力、财力，起到节约的效果。

Description

1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统及其调压方法

技术领域

本发明属于特高压输电线路中的有载调压领域，尤其涉及一种1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统及其调压方法。

背景技术

1000千伏变压器一般通过调节中性点电压以达到调压目的，而非调节主变低压侧电压。由于调节中性点电压的同时会造成低压侧电压波动较大，因而在整个系统中增设了调压补偿变压器来可靠调节主变高、中、低三侧电压。1000千伏 调压变保护正常工作的时候是工作在灵敏段，有载调压时，投入有载调压硬压板调压补偿变保护收到此压板的开入后将保护切换至不灵敏段，为了防止于灵敏段保护误动作，不灵敏段的实质是缩小保护范围。

1000千伏变压器调压变保护在调压过程主要分为两个阶段，三个操作步骤：首先，操作人员手动投入有载调压功能硬压板使保护进入不灵敏段状态（注：缩小主保护动作区间），进而由操作人员通过后台进行遥控调压，实现带负荷转换档位，进而改变输出端电压的升高和降低；然后，由操作人员在保护装置面板上进行相应档位定制区切换，每个档位与定制区都是一一对应的关系；最后，完成调压，由操作人员退出调压补偿变保护装置的硬压板，使主保护恢复至正常动作区间即灵敏段。

现阶段，1000千伏主变调压补偿变有载调压的方法，包括以下步骤：

步骤1）变电站主控室操作人员根据电网调度系统调度下达的变电站主变调档命令后，在变电站的主控室办理一张工作票，工作任务为“1000千伏主变带负荷有载调节档位”其中工作地点有三个：1、主控室后台监控机；2、1000千伏主变保护小室“调压补偿变A屏/B屏”；3、1000千伏主变有载调压机构,此时开始计时，该步骤所用的时间为T0；

步骤2）本操作至少需要三名运行操作人员：现场操作人员和现场监护人员共2名（下面简称操作人和监护人），主控室调档并发送调档运行操作人员1名（下面简称调档人）；工作票办理完成后现场操作人和监护人拿着工作票到1000千伏主变保护小室内“调压补偿变保护A屏”、“调压补偿变保护B屏”分别投入两个屏各一个“投有载调压硬压板”以保证保护装置差动主保护处在不灵敏段，投送完毕后通过无线设备对讲机向主控室中留守的调档人汇报操作完毕，该步骤所用的时间为T1；

步骤3）主控室调档人通过直接在控制室的控制平台按下发送调压指令，进行“遥控调档”操作命令，遥控主变有载调压机构调档完成，开始计时T2；

步骤4）现场操作人和现场监护人需从1000千伏主变保护小室赶到主变压器就地（户外），即1000千伏主变有载调压机构，到就地观看档位是否调节到位，并通过无线设备向主控室调档人汇报实时档位，该步骤所用的时间为T3；

步骤5）现场操作人和监护人从1000千伏有载调压机构（户外）再次移至1000千伏主变保护小室内，需拿着工作票到现场进行切换定值区的工作，从而保证有载调压机构的档位与调压补偿变保护装置的定值区一一对应关系，并打印修改后定值，该步骤所用的时间为T4；

步骤6）现场操作人和监护人需将修改后打印定值与电网调度投运时所下发的定值单进行核对，确定目前调压补偿保护装置所运行的定值区和定值项目与调度定制单内定值一一对应；工作完成后向主控室调档人员汇报定值修改完毕，该步骤所用的时间为T5。因为每次调档只能从所在档位向相邻档位调动一个档位，如果电网调度下达的新档位与现有档位相隔两个或者两个以上的档位，此时还需继续重复步骤3）到步骤6）的步骤，直至达到所要调节的档位为止。

步骤7）现场操作人、现场监护人与调档人核对保护正在运行区和有载所在档位是否一一对应后，按照工作票，退出“调压补偿变保护A屏”、“ 调压补偿变保护B屏”两个屏各一个“投有载调压硬压板”有载调压硬压板的工作，此时，保护自动切换至灵敏段，该步骤所用的时间为T6。

步骤8）现场操作人、现场监护人携带工作票，返回主控室与调档人汇报工作已结束，调档人再通过电话向调度汇报目前主变的档位和保护运行区域一一对应，工作已完成，该步骤所用的时间为T7。

因此，正常一次调档总时间至少为T0+T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7。

由于1000千伏变压器在有载调压过程繁琐，为防止有载调压过程中调压变差动误动，故各保护厂家通过改变其差动动作曲线，即投入差动不灵敏段，来提高主保护差动的动作可靠性。但是，由于现行的有载调压切换步骤繁琐，需操作人员手动投入调压补偿变保护装置的有载调压硬压板，并需较长时间才能完成一次有载调压，致使保护装置运行在不灵敏段时间过长，可认为长时间人为缩小保护范围，如果在这个时间段内出现故障，而且刚好差动电流处在不灵敏段保护区间以外区域，而又在差动保护灵敏段范围内，此时保护拒动，而致使无法切除故障造成严重事故。为了防止出现上述情况，缩短有载调压的实际操作时间，可以大大提高主保护的动作可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足而发明的一种1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统及其调压方法。

本发明是这样实现的：一种1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统，其特征在于：包括主变测控装置、有载调压机构、自投切启动装置、数据处理比较模块和调压补偿变保护装置，主变测控装置分别与有载调压机构、自投切启动装置相连接，有载调压机构与数据处理比较模块之间双向连接，数据处理比较模块与调压补偿变保护装置双向连接，自投切启动装置分别与数据处理比较模块、调压补偿变保护装置单向连接。

进一步优化，所述的自投切启动装置包括交流接触器、时间继电器和中间继电器，在主变测控装置的回路上设置有交流接触器的线圈，交流接触器的线圈与有载调压机构的电动回路之间为并联关系，交流接触器的常开触点与时间继电器的线圈、中间继电器的线圈之间串联连接，构成一个回路；时间继电器的延时断开触点与中间继电器的一对常开触点连接之后，串联进调压补偿变保护装置硬压板两端的电路端点；即在主变测控装置的回路上设置有交流接触器的线圈作为启动条件，交流接触器的线圈与有载调压机构电动回路之间为并联关系，交流接触器的常开触点触发数据处理比较模块工作，实现档位比较，保护装置开入，调压档位闭锁等主要功能，时间继电器与中间继电器配合构成保护装置允许修改定值区的开入命令，加强保护装置运行的可靠性，防止保护装置随意修改定值区。

进一步优化，所述的本系统还包括光字牌和现场指示灯等指示，本系统提供工作异常报警信号给主变测控装置，主变测控装置提供输出触点沟通光字牌，用来监视整个调压过程，并提示后台工作人员调压的进程，同时可以提示现场监护人员调压是否成功。

进一步优化，所述的数据处理比较模块为PLC模块。

一种使用1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统进行有载调压的方法，其特征在于：具有以下步骤，

步骤1）变电站主控室操作人员根据电网调度下达的电站主变调档命令后，在变电站的主控室办理一张工作票，工作任务为“1000千伏主变带负荷有载调节档位”其中工作地点有仅有两个：1、主控室后台监控机；2、1000千伏主变保护小室“调压补偿变A屏/B屏”，开始计时，该步骤所用的时间为T0；

步骤2）仅需一名运行操作人员拿着工作票到主变保护小室内用对讲机与后台调档人员沟通并观察调压补偿变保护装置A套/B套的定制区是否与有载调压机构的档位一致即可，用时T1；

步骤3）步骤2中的现场操作人员携带工作票，返回主控室向主控室操作人员汇报工作已结束，主控室操作人员再通过电话向电网调度系统调度汇报目前主变的档位和保护运行区域一一对应，工作已完成，用时T2。

采用本发明进行一次调档总时间至少为T0+T1+T2

本发明具有以下优点：

1、当工作人员在主控室中发出有载调压升档或降档命令后，本系统可以自动的将调压补偿变保护装置自动开入不灵敏段状态，同时当调压完成自后保护装置被自动切回至灵敏段，有效的减短了操作过程和保护的在不灵敏段工作的时间，大大的提高了保护的可靠性。

2、有载调压机构的档位调到位之后，有载调压机构向数据处理比较模块发送新的档位信息，数据处理比较模块收到档位信息后进行比较处理工作。从而，有效的缩短运行操作人员确认调档是否成功和所在档位是否正确的操作过程的时间。

3、同时数据处理比较模块当收到调档触发命令和新的档位信息后，发送命令“1：调压补偿变切换定值区的命令”，使调压补偿变保护装置自动切换到相应的定制区，实现了保护装置自动切区的功能。从而，有效的缩短运行操作人员手动调压补偿变定值区调节的时间和避免由于人为因素导致的切换定值区。

4、同时数据处理比较模块当收到调档触发命令和新的档位信息后，发送命令“2：发送有载调压开入给调压补偿变保护装置”，使调压补偿变保护装置差动主保护切入到不灵敏状态，实现了保护装置自动投入不灵敏的功能。从而，有效的缩短运行操作人员手动投入/退出保护装置的有载调压硬压板以及填写工作票中投退保护装置硬压板的工作项目和投退时间，同时也避免由于人为因素导致的保护装置不在不灵敏段的误动风险。和减少了保护装置运行在不灵敏段的时间。

5、当调压补偿变保护装置切换定值区完成后，将新的定值区信息发送给数据处理比较模块进行保护定值区和有载档位校验,数据处理比较模块自动进行档位变换与定值区的比较。

对比正确，允许后台调档人员继续调档或工作完成。

对比不正确，数据处理比较模块会发送一下几个命令：

闭锁有载调压电动回路；

强制调压补偿变保护装置运行在不灵敏段；

发送远方报警信息通知后台调档人员状态异常；

点亮就地告警指示灯，通知就地运维人员采取紧急措施。

通过上述命令可有效的实现下面几个优点：

比较正确，保护装置自动切换至灵敏段，减少了保护装置运行在灵敏段的时间，大大的提高保护装置运行的可靠性；

比较不正确，发送闭锁有载调压电动回路命令，有效的预防了档位与保护装置错两档的风险，防止误动，增加保护运行的可靠性；

比较不正确，发送强制调压补偿变保护装置运行在不灵敏段命令，有效的防止的当档位与保护装置不一致时由于产生错误的差流造成的保护误动；

比较不正确，发送远方报警信息命令，有效的提高后台调档人员对调档全过程的监控，并及时汇报通知相关专业人员进行异常处理；

比较不正确，点亮就地告警指示灯，有效的帮助运维人员对异常问题的确认地点及设备，并采取紧急措施确保主变运行的可靠性。

优点总结：本装置既能够满足在调压过程中保护在不灵敏段与灵敏段之间的切换，在保证了保护的可靠性的前提下实现自投切功能，并有效的防止在调压过程中由于装置或人为因素造成的保护误动；在操作过程中大大的减少操作人员的工作任务和人员数量，缩短调压过程时间，整个调压过程缩短为原来的三分之二到五分之四之间，防止因为人为因素使有载调压过程时间过长，使保护长期运行在不灵敏段，在此期间出现的故障保护无法可靠动作，切除故障；同时，本系统无需人工投入有载调压硬压板，可以减少人力、物力、财力，起到节约的效果，本发明可广泛应用应用于电力市场，社会效益巨大。

附图说明

图1为本发明的系统框图。

图2为本发明中自投切启动装置的连接结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，一种1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统，包括主变测控装置1、有载调压机构2、自投切启动装置3、数据处理比较模块4和调压补偿变保护装置5，主变测控装置1分别与有载调压机构2、自投切启动装置3相连接，有载调压机构2与数据处理比较模块4之间双向连接，数据处理比较模块4与调压补偿变保护装置5双向连接，自投切启动装置3分别与数据处理比较模块4、调压补偿变保护装置5单向连接。

主变测控装置1安装在控制室内，主变测控装置1发出指令后，有载调压机构2和自投切启动装置3同时动作，有载调压机构2 收到指令后进行自动调压，同时，自投切启动装置3带动调压补偿变保护装置5自动投入硬压板，进入不灵敏区间。然后有载调压机构2档位调整完成后，有载调压机构2将调压的档位信息发送到数据处理比较模块4, 数据处理比较模块4将档位信息处理之后，向调压补偿变保护装置5发送区间调整指令，调压补偿变保护装置5的区间自动调整到与有载调压机构2相对应的区间，调压补偿变保护装置5将调整后的区间反馈给数据处理比较模块4，数据处理比较模块4将有载调压机构2新的档位信息和调压补偿变保护装置5反馈来的新区间信息进行比较，如果两者是相互匹配的则调档完成，最后调压补偿变保护装置5自动退出硬压板，调压补偿变保护装置5重新工作在灵敏度段，整个有载调压过程完成。

所述的自投切启动装置3包括两个交流接触器3-1、时间继电器3-2和中间继电器3-3，在主变测控装置1之后的线路上设置有两个并联的交流接触器的线圈3-1，这两个线圈分别在升档回路和降挡回路中构成整个启动回路，交流接触器3-1的线圈与有载调压机构之间为并联关系，交流接触器3-1的常开触点与时间继电器3-2的线圈、中间继电器3-3的线圈之间串联连接，构成一个回路；时间继电器3-2的延时断开触点与中间继电器3-3的一对常开触点连接之后，串联进调压补偿变保护装置的供电电路中，通过联通和断开硬压板两端的接线端点，来实现硬压板的切入和断开。本系统中主变测控装置提供输出触点沟通光字牌，用来监视整个调压过程，并提示后台工作人员调压的进程，同时可以提示现场监护人员调压是否成功。

如图2所示，参照有载调压正常所需时间，增加固定延时以保证保护装置的开入在控制范围内。以升档为例：

（1）由电网调度系统调度向变电站发送“遥控升档”令，变电站控制室内利用主变测控装置1作为启动整个回路的触发点，主控室收到“遥控升档”命令后，沟通交流回路，启动交流接触器KA1交流接触器线圈；

（2）当交流接触器KA1交流接触器动作后，沟通直流回路，正电启动时间继电器线圈SJ和中间继电器线圈ZJ两个继电器；利用SJ时间继电器的延时断开接点（此时，时间继电器SJ断开所需时间≧有载调压固定所需时间），串接中间继电器ZJ的一对常开接点，沟通保护装置的“有载调压进行中”开入，即开入量置1。

（3）利用时间继电器SJ的延时断开接点的接点特性，能够有效控制有载调压过程中因为人为因素而增加的过程时间，只需根据设备有载调压固定所需时间进行整定，时间到，则断开时间继电器SJ的接点，“有载调压进行中”开入量复归，由1->0变位，即完成有载调压。

（4）利用中间继电器ZJ的第二对常开接点沟通测控回路报警光子牌（有载调压调压进行中），提醒后台操作人员有载调压是否完成，并监视调压是否完成以及是否到位。

本发明大大缩短了保护装置因诸多因素投入有载调压硬压板之后进入不灵敏段的时间，利用时间继电器SJ的延时断开接点的接点特性，实现自动断开此保护装置的相关开入，同时利用串接中间继电器ZJ第一对常开接点来隔离SJ时间继电器，保证时间继电器在没有动作前对应的延时断开接点即可认为常闭接点，无法沟通此开入，使此开入长期存在，确保此开入的经过固定延时即大于有载调压固定所需时间，此开入能够可靠返回。

一种使用1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统进行有载调压的方法，具有以下步骤：

步骤1）变电站主控室操作人员根据电网调度系统调度下达的变电站主变调档命令后，在变电站的主控室办理一张工作票，工作任务为“1000千伏主变带负荷有载调节档位”其中工作地点有仅有两个：1、主控室后台监控机；2、1000千伏主变保护小室“调压补偿变A屏/B屏”开始计时，该步骤所用的时间为T0；

步骤2）仅需一名运行操作人员拿着工作票到主变保护小室内用对讲机与后台调档人员沟通并观察调压补偿变保护装置A套/B套的定制区是否与有载调压机构的档位一致即可，用时T1；

步骤3）步骤2中的现场操作人员携带工作票，返回主控室向主控室操作人员汇报工作已结束，主控室操作人员再通过电话向电网调度系统调度汇报目前主变的档位和保护运行区域一一对应，工作已完成，用时T2。

采用本发明进行一次调档总时间至少为T0+T1+T2，远远小于以往调压所需时间。

暂时没有比较成熟的方案替代本发明专利成果。本发明适用于特高压主变压器调 压补偿变调压全过程的保护，及其他各类保护因为运行模式的改变而短时投入或改变保护 装置的保护动作区间和动作范围。

Claims (3)

1.一种1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统的调压方法，其特征在于：所述1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统，包括主变测控装置、有载调压机构、自投切启动装置、数据处理比较模块和调压补偿变保护装置，主变测控装置分别与有载调压机构、自投切启动装置相连接，有载调压机构与数据处理比较模块之间双向连接，数据处理比较模块与调压补偿变保护装置双向连接，自投切启动装置分别与数据处理比较模块、调压补偿变保护装置单向连接；所述的自投切启动装置包括交流接触器、时间继电器和中间继电器，在主变测控装置的回路上设置有交流接触器的线圈，交流接触器的线圈与有载调压机构的电动回路之间为并联关系，交流接触器的常开触点与时间继电器的线圈、中间继电器的线圈之间串联连接，构成一个回路；时间继电器的延时断开触点与中间继电器的一对常开触点连接之后，串联进调压补偿变保护装置硬压板两端的电路端点；即在主变测控装置的回路上设置有交流接触器的线圈作为启动条件，交流接触器的线圈与有载调压机构电动回路之间为并联关系，交流接触器的常开触点触发数据处理比较模块工作，实现档位比较，保护装置开入，调压档位闭锁功能，时间继电器与中间继电器配合构成保护装置允许修改定值区的开入命令，加强保护装置运行的可靠性，防止保护装置随意修改定值区；

有载调压的方法具有以下步骤：

步骤1）变电站主控室操作人员根据电网调度下达的电站主变调档命令后，在变电站的主控室办理一张工作票，工作任务为“ 1000千伏主变带负荷有载调节档位”其中工作地点有仅有两个：1、主控室后台监控机；2、1000千伏主变保护小室“ 调压补偿变A屏/B屏”，开始计时，该步骤所用的时间为T0；

步骤2）仅需一名运行操作人员拿着工作票到主变保护小室内用对讲机与后台调档人员沟通并观察调压补偿变保护装置A套/B套的定制区是否与有载调压机构的档位一致即可，用时T1；

步骤3）步骤2中的现场操作人员携带工作票，返回主控室向主控室操作人员汇报工作已结束，主控室操作人员再通过电话向电网调度系统调度汇报目前主变的档位和保护运行区域一一对应，工作已完成，用时T2。

2.根据权利要求1所述的1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统的调压方法，其特征在于：本系统还包括光字牌和现场指示灯指示，本系统提供工作异常报警信号给主变测控装置，主变测控装置提供输出触点沟通光字牌，用来监视整个调压过程，并提示后台工作人员调压的进程，同时可以提示现场监护人员调压是否成功。

3.根据权利要求1所述的1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统的调压方法，其特征在于：所述的数据处理比较模块为PLC模块。