CN109510193A - 一种配网开关站分段备自投装置及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明配网保护的技术领域，更具体地，涉及一种配网开关站分段备自投装置及其运行方法，I段母线设有开关S1和进线开关QF1，II段母线上设有开关S2和进线开关QF2，III段母线上设有开关S3和进线开关QF3，I段母线和III段母线间连接有母线联络开关QF4，II段母线和III段母线间连接有母线联络开关QF5，进线开关QF1、进线开关QF3及母线联络开关QF4构成第一备自投装置，进线开关QF2、进线开关QF3及母线联络开关QF5构成第二备自投装置。本发明正常工作时，带负荷的两段母线中任何一段需停电检修时，不影响另外一段母线的供电可靠性，在提高10 kV开关站供电可靠性的同时，简化备自投装置的配置。

Description

一种配网开关站分段备自投装置及其运行方法

技术领域

本发明涉及配网保护的技术领域，更具体地，涉及一种配网开关站分段备自投装置及其运行方法。

背景技术

备自投装置（备用电源自动投入装置）是电力系统中为了提高供电可靠性而装设的自动装置。当工作电源因故障原因消失后，备自投装置迅速断开工作电源回路，同时将备用电源或其他工作电源投入。随着配网投资的加大，尤其是10kV开关站的不断投运，配网的规模不断扩大，网络结构日益复杂，为了保证供电可靠性，备自投装置在10kV开关站中得到广泛应用。

目前，10kV开关站的备自投装置主要采用“两进一联络”模式，如图1所示，包括连接于I段母线和第一变电站之间的进线I以及连接于II段母线和第二变电站之间的进线II，进线I上设有串联设置的进线开关QF1和开关S1，进线II上设有串联设置的进线开关QF2和开关S2，I段母线和II段母线之间连接有母线联络开关QF3。当其中I段母线需要停电检修时，备自投功能应退出；此时，若进线II的电源因故障或其他原因断开时，则进线II所带的负荷全部停电。同理，当II段母线需要停电检修时，备自投功能应退出；此时，若进线I的电源因故障或其他原因断开时，则进线I所带的负荷全部停电。因此，“两进一联络”备自投装置不利于提高供电可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种配网开关站分段备自投装置及其运行方法，实现正常工作时带负荷的两段母线中任何一段需要停电检修时，不影响另外一段母线的供电可靠性，提高开关站的供电可靠性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

提供一种配网开关站分段备自投装置，所述配网包括第一变电站、第二变电站、第三变电站以及与第一变电站电连接的I段母线、与第二变电站电连接的II段母线及与第三变电站电连接的III段母线，所述I段母线上设有通过进线I串联连接的开关S1和进线开关QF1，所述II段母线上设有串联连接的开关S2和进线开关QF2，所述III段母线上设有通过进线II串联连接的开关S3和进线开关QF3；所述I段母线和III段母线间连接有母线联络开关QF4，所述II段母线和III段母线间连接有母线联络开关QF5；所述I段母线、II段母线上均连接有若干出线，所述出线上设有出线开关；所述进线开关QF1、进线开关QF3及母线联络开关QF4构成第一备自投装置，所述进线开关QF2、进线开关QF3及母线联络开关QF5构成第二备自投装置。

本发明的配网开关站分段备自投装置，在“两进一联络”备自投装置基础上增加备用进线进线III，形成第一备自投装置和第二备自投装置，正常工作时，进线开关QF1、QF2和QF3合位， I段母线、II段母线、III段母线有压，母线联络开关QF4和QF5分位，第一备自投装置和第二备自投装置均处于充电状态； 在I段母线需要停电检修时，第二备自投装置仍可正常工作，在II段母线需要停电检修时，第一备自投装置仍可正常工作，提高了配网开关站的供电可靠性； 且本发明的进线开关QF3的电流回路既没有接入第一备自投装置，也没有接入第二备自投装置，且其保护功能退出，备自投装置的配置得到简化。

进一步地，所述I段母线、II段母线上均连接有三组出线，每组出线上均设有出线开关。三相交流电源指能够提供三个频率相同而相位不同的电压或电流的电源，在配网领域应用最为广泛。

进一步地，所述进线开关QF1、进线开关QF2、进线开关QF3均连接有遥控装置。当手动或通过遥控装置断开进线开关QF1或QF3时，第一备自投装置不启动；当手动或通过遥控装置断开进线开关QF2或QF3时，第二备自投装置不启动。

本发明还提供了一种配网开关站分段备自投装置的运行方法，所述第一备自投装置、第二备自投装置独立工作，且至少一组处于正常工作状态。在I段母线需要停电检修时，第二备自投装置可正常工作；在II段母线需要停电检修时，第一备自投装置可正常工作；提高开关站的供电可靠性。

优选地，所述第一备自投装置、第二备自投装置均设置有电源断开启动模式、电源断开不启动模式、PT断线或负荷过小不启动模式、母线出线故障不启动模式以及手动控制不启动模式的运行模式。

优选地，在以下情形时备自投装置切换到电源断开启动模式：

当进线I的电源断开时，进线I无流，且I段母线无压，第一备自投装置启动；延时后自动断开进线开关QF1，并合上母线联络开关QF4，进线I所带负荷转由进线III供电；

当进线II的电源断开时，进线II物流，且II段母线无压，第二备自投装置启动；延时后自动断开进线开关QF1，并合上母线联络开关QF4，进线I所带负荷转由进线III供电。

而对于现有的“两进一联络”模式，当进线I的电源因故障或其他原因断开时，进线I无流，且I段母线无压，备自投装置启动，经延时后自动断开进线开关QF1，并合上母线联络开关QF3，进线I所带负荷转由进线II供电。

优选地，在以下情形时备自投装置切换到电源断开不启动模式：

当进线III的电源断开时，进线III无流，且I段母线无压，第一备自投装置不启动；

当进线III的电源断开时，进线III无流，且II段母线无压，第二备自投装置不启动。

而对于现有的“两进一联络”模式，当进线II的电源故障原因或其他原因断开时，进流II无流，且II段母线无压，备自投装置启动，经延时后自动断开进线开关QF2，并合上母线联络开关QF3，进线II所带负荷由进线I供电。

优选地，在以下情形时备自投装置切换到PT断线或负荷过小不启动模式：

当进线I无流且I段母线有压、进线I有流且I段母线无压、 进线III无流且III段母线有压、进线III有流且III段母线无压时，第一备自投装置不启动；

当进线II无流且II段母线有压、进线II有流且II段母线无压、 进线III无流且III段母线有压、进线III有流且III段母线无压时，第二备自投装置不启动。

而对于现有的“两进一联络”模式，当进线Ⅰ无流（负荷过小等原因）且Ⅰ段母线有压，进线Ⅰ有流且Ⅰ段母线无压（电压互感器断线等原因），进线Ⅱ无流（负荷过小等原因）且Ⅱ段母线有压，进线Ⅱ有流且Ⅱ段母线无压（电压互感器断线等原因）时，备自投装置均不启动。

优选地，在以下情形时备自投装置切换到母线出线故障不启动模式：

当I段母线发生故障或I段母线上连接的出线发生故障同时出线开关拒动时，开关S1断开，第一备自投装置不启动；当III段母线故障时，开关S3断开，第一备自投装置不启动；

当II段母线发生故障或II段母线上连接的出线发生故障同时出线开关拒动时，开关S2断开，第一备自投装置不启动；当III段母线故障时，开关S3断开，第二备自投装置不启动。

而对于现有的“两进一联络”模式，当Ⅰ段母线发生故障或者Ⅰ段母线所带的出线发生故障同时出线开关拒动时，开关S1断开，备自投装置不启动。当Ⅱ段母线发生故障或者Ⅱ段母线所带的出线发生故障同时出线开关拒动时，开关S2断开，备自投装置不启动。

优选地，在以下情形时备自投装置切换到手动控制不启动模式：

当手动或者通过遥控方式断开进线开关QF1或QF3时，第一备自投装置不启动；

当手动或者通过遥控方式断开进线开关QF2或QF3时，第二备自投装置不启动。

而对于现有的“两进一联络”模式，当手动或者通过遥控方式断开进线开关QF1或者QF2时，备自投装置均不启动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的配网开关站分段备自投装置及其运行方法，通过增加一条备用进线，形成第一备自投装置和第二备自投装置，在I段母线需要停电检修时，第二备自投装置仍可正常工作，在II段母线需要停电检修时，第一备自投装置仍可正常工作，保证正常工作时带负荷的两段母线中任何一段需要停电检修时，不影响另外一段母线的供电可靠性，在提高10 kV开关站供电可靠性的同时，简化了备自投装置的配置。

附图说明

图1为目前开关站的备自投装置采用的“两进一联络”的结构示意图。

图2为本发明的配网开关站分段备自投装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一

如图2所示为本发明的配网开关站分段备自投装置的实施例，配网包括第一变电站、第二变电站、第三变电站以及与第一变电站电连接的I段母线、与第二变电站电连接的II段母线及与第三变电站电连接的III段母线，I段母线上设有通过进线I串联连接的开关S1和进线开关QF1，II段母线上设有串联连接的开关S2和进线开关QF2，III段母线上设有通过进线II串联连接的开关S3和进线开关QF3；I段母线和III段母线间连接有母线联络开关QF4，II段母线和III段母线间连接有母线联络开关QF5；I段母线、II段母线上均连接有若干出线，出线上设有出线开关；进线开关QF1、进线开关QF3及母线联络开关QF4构成第一备自投装置，进线开关QF2、进线开关QF3及母线联络开关QF5构成第二备自投装置。其中，I段母线、II段母线上均连接有三组出线，每组出线上均设有出线开关；进线开关QF1、进线开关QF2、进线开关QF3均连接有遥控装置；进线开关QF1、进线开关QF2、进线开关QF3不仅可以手动操作，还可以通过遥控装置控制。

本实施例在实施时，在“两进一联络”备自投装置基础上增加备用进线进线III，形成第一备自投装置和第二备自投装置，正常工作时，进线开关QF1、QF2和QF3合位， I段母线、II段母线、III段母线有压，母线联络开关QF4和QF5分位，第一备自投装置和第二备自投装置均处于充电状态； 在I段母线需要停电检修时，第二备自投装置仍可正常工作，在II段母线需要停电检修时，第一备自投装置仍可正常工作，提高了配网开关站的供电可靠性；且本发明的进线开关QF3的电流回路既没有接入第一备自投装置，也没有接入第二备自投装置，且其保护功能退出，备自投装置的配置得到简化。

实施例二

本实施例为实施例一中的配网开关站分段备自投装置的运行方法，第一备自投装置、第二备自投装置独立工作，且至少一组处于正常工作状态；在I段母线需要停电检修时，第二备自投装置可正常工作；在II段母线需要停电检修时，第一备自投装置可正常工作；提高开关站的供电可靠性。

正常工作时，进线开关QF1、QF2和QF3合位（即Ⅰ段母线、Ⅱ段母线和Ⅲ段母线有压），母线联络开关QF4和QF5分位，第一备自投装置和第二备自投装置均处于充电状态。

对于第一备自投装置，运行方法如下：

（1）当进线Ⅰ的电源因故障或其他原因断开时，进线Ⅰ无流，且Ⅰ段母线无压，备自投子装置1启动，经延时后自动断开进线开关QF1，并合上母线联络开关QF4，进线Ⅰ所带负荷转由进线Ⅲ供电；

（2）当进线Ⅲ的电源因故障或其他原因断开时，进线Ⅲ无流，且Ⅲ段母线无压，由于进线开关QF3的电流回路没有接入备自投子装置1，备自投子装置1不启动；

（3）当进线Ⅰ无流（负荷小于设定值等原因）且Ⅰ段母线有压，进线Ⅰ有流且Ⅰ段母线无压（电压互感器断线等原因），进线Ⅲ无流（负荷小于设定值等原因）且Ⅲ段母线有压，进线Ⅲ有流且Ⅲ段母线无压（电压互感器断线等原因）时，备自投子装置1均不启动；

（4）当Ⅰ段母线发生故障或者Ⅰ段母线所带的出线发生故障同时出线开关拒动时，开关S1断开，备自投子装置1不启动。当Ⅲ段母线故障时，开关S3断开，备自投子装置1不启动；

（5）当手动或者通过遥控方式断开进线开关QF1或者QF3时，备自投子装置1均不启动。

对于第二备自投装置，运行方法如下：

（1）当进线Ⅱ的电源因故障或其他原因断开时，进线Ⅱ无流，且Ⅱ段母线无压，备自投子装置2启动，经延时后自动断开进线开关QF2，并合上母线联络开关QF5，进线Ⅱ所带负荷转由进线Ⅲ供电；

（2）当进线Ⅲ的电源因故障或其他原因断开时，进线Ⅲ无流，且Ⅲ段母线无压，由于进线开关QF3的电流回路没有接入备自投子装置2，备自投子装置2不启动；

（3）当进线Ⅱ无流（负荷小于设定值等原因）且Ⅱ段母线有压，进线Ⅱ有流且Ⅱ段母线无压（电压互感器断线等原因），进线Ⅲ无流（负荷小于设定值等原因）且Ⅲ段母线有压，进线Ⅲ有流且Ⅲ段母线无压（电压互感器断线等原因）时，备自投子装置2均不启动；

（4）当Ⅱ段母线发生故障或者Ⅱ段母线所带的出线发生故障同时出线开关拒动时，开关S2断开，备自投子装置2不启动。当Ⅲ段母线故障时，开关S3断开，备自投子装置2不启动；

（5）当手动或者通过遥控方式断开进线开关QF2或者QF3时，备自投子装置3均不启动。

综上，在I段母线需要停电检修时，第二备自投装置仍可正常工作；在II段母线需要停电检修时，第一备自投装置仍可正常工作；提高了开关站的供电可靠性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配网开关站分段备自投装置，其特征在于，所述配网包括第一变电站、第二变电站、第三变电站以及与第一变电站电连接的I段母线、与第二变电站电连接的II段母线及与第三变电站电连接的III段母线，所述I段母线上设有通过进线I串联连接的开关S1和进线开关QF1，所述II段母线上设有串联连接的开关S2和进线开关QF2，所述III段母线上设有通过进线III串联连接的开关S3和进线开关QF3；所述I段母线和III段母线间连接有母线联络开关QF4，所述II段母线和III段母线间连接有母线联络开关QF5；所述I段母线、II段母线上均连接有若干出线，所述出线上设有出线开关；所述进线开关QF1、进线开关QF3及母线联络开关QF4构成第一备自投装置，所述进线开关QF2、进线开关QF3及母线联络开关QF5构成第二备自投装置。

2.根据权利要求1所述的配网开关站分段备自投装置，其特征在于，所述I段母线、II段母线上均连接有三组出线，每组出线上均设有出线开关。

3.根据权利要求1所述的配网开关站分段备自投装置，其特征在于，所述进线开关QF1、进线开关QF2、进线开关QF3均连接有遥控装置。

4.一种根据权利要求1至3任一项所述的配网开关站分段备自投装置的运行方法，其特征在于，所述第一备自投装置、第二备自投装置独立工作，且至少一组处于正常工作状态。

5.根据权利要求4所述的配网开关站分段备自投装置的运行方法，其特征在于，所述第一备自投装置、第二备自投装置均设置有电源断开启动模式、电源断开不启动模式、PT断线或负荷过小不启动模式、 母线出线故障不启动模式以及手动控制不启动模式的运行模式。

6.根据权利要求5所述的配网开关站分段备自投装置的运行方法，其特征在于，在以下情形时备自投装置切换到电源断开启动模式：

当进线I的电源断开时，进线I无流，且I段母线无压，第一备自投装置启动；延时后自动断开进线开关QF1，并合上母线联络开关QF4，进线I所带负荷转由进线III供电；

当进线II的电源断开时，进线II物流，且II段母线无压，第二备自投装置启动；延时后自动断开进线开关QF1，并合上母线联络开关QF4，进线I所带负荷转由进线III供电。

7.根据权利要求4所述的配网开关站分段备自投装置的运行方法，其特征在于，在以下情形时备自投装置切换到电源断开不启动模式：

当进线III的电源断开时，进线III无流，且I段母线无压，第一备自投装置不启动；

当进线III的电源断开时，进线III无流，且II段母线无压，第二备自投装置不启动。

8.根据权利要求4所述的配网开关站分段备自投装置的运行方法，其特征在于，在以下情形时备自投装置切换到PT断线或负荷过小不启动模式：

当进线I无流且I段母线有压、进线I有流且I段母线无压、 进线III无流且III段母线有压、进线III有流且III段母线无压时，第一备自投装置不启动；

当进线II无流且II段母线有压、进线II有流且II段母线无压、 进线III无流且III段母线有压、进线III有流且III段母线无压时，第二备自投装置不启动。

9.根据权利要求4所述的配网开关站分段备自投装置的运行方法，其特征在于，在以下情形时备自投装置切换到母线出线故障不启动模式：

当I段母线发生故障或I段母线上连接的出线发生故障同时出线开关拒动时，开关S1断开，第一备自投装置不启动；当III段母线故障时，开关S3断开，第一备自投装置不启动；

当II段母线发生故障或II段母线上连接的出线发生故障同时出线开关拒动时，开关S2断开，第一备自投装置不启动；当III段母线故障时，开关S3断开，第二备自投装置不启动。

10.根据权利要求4所述的配网开关站分段备自投装置的运行方法，其特征在于，在以下情形时备自投装置切换到手动控制不启动模式：

当手动或者通过遥控方式断开进线开关QF1或QF3时，第一备自投装置不启动；

当手动或者通过遥控方式断开进线开关QF2或QF3时，第二备自投装置不启动。