CN110323821B - 一种多分段环网开关柜备自投的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压器件的技术领域，公开了一种多分段环网开关柜备自投的控制方法，包括依次排列的多段母线，每段所述母线一侧的两端分别与一个断路器相连，另一侧通过进线断路器与主变压器相连，相邻两段母线相近的两个断路器短接，最前和最后的两段母线剩余的两个断路器短接，使多段母线上多个断路器共同形成环状连接，通过将失压段母线左侧两个短接的断路器合闸、或者右侧两个短接的断路器合闸，实现失压段母线与左侧段母线之间的串联或者与右侧段母线之间的串联，从而实现多分段母线之间的备自投运行。本发明无需多路电压通道，一路电压通道即可实现此逻辑，灵活度高实用性强，增强了环网开关柜对于其中一段母线故障时的切除能力。

Description

一种多分段环网开关柜备自投的控制方法

技术领域

本发明涉及高压器件的技术领域，尤其涉及一种多分段环网开关柜备自投的控制方法。

背景技术

目前我国的备自投常用方式有三种，进线备自投、母联备自投、变压器备自投，具体如下：

a.进线备自投：指单母线或者单母分段，其分段断路器始终合闸，通常为一条进线给母线供电，另一条备用。如进线1故障时，分开进线1，由进线2给母线供电。

b.母联备自投：一般指单母分段主接线形式下，两段母线分别由两条进线供电。当一条进线发生故障时，将断开进线，合上分段，由另一条进线给两段母线供电。

c.变压器备自投方式：通常指有一个冷备用的变压器，当主变压器故障时，由备用变压器进行供电。

但一般备自投均应用于单母单分段配两段进线的主接线形式，通过检无压等相关逻辑以实现备自投。针对于多分段环网开关柜的情况时，每一段母线左右两端均有母线，其较为复杂的运行条件使得一般备自投逻辑已不适用，因此，国内对于多分段环网开关柜并未设置相应的备自投逻辑。

发明内容

本发明提供一种多分段环网开关柜备自投的控制方法，解决了现有备自投方法不能适用多分段环网开关柜等问题。

本发明可以通过以下技术方案实现：

一种多分段环网开关柜备自投的控制方法，包括依次排列的多段母线，每段所述母线一侧的两端分别与一个断路器相连，另一侧通过进线断路器与主变压器相连，相邻两段母线相近的两个断路器短接，最前和最后的两段母线剩余的两个断路器短接，使多段母线上多个断路器共同形成环状连接，通过将失压段母线左侧两个短接的断路器合闸、或者右侧两个短接的断路器合闸，实现失压段母线与左侧段母线之间的串联或者与右侧段母线之间的串联，从而实现多分段母线之间的备自投运行。

进一步，先将失压段母线上的进线断路器进行分闸，再将左侧两个短接的断路器合闸，然后检测失压段母线上的电压是否恢复正常，若是，备自投作业结束；否则，先将左侧两个短接的断路器分闸，再将右侧两个短接的断路器合闸，然后检测失压段母线上的电压是否恢复正常，若是，备自投作业结束；否则，将右侧两个短接的断路器分闸，备自投作业结束。

进一步，将所述失压段母线上的进线断路器进行分闸之后，先判断为其左侧段母线供电的主变压器是否为不超过三段母线供电，若是，执行与左侧段母线之间的备自投作业，否则，再判断为其右侧段母线供电的主变压器是否为不超过三段母线供电，若是，执行与右侧段母线之间的备自投作业，否则，备自投作业结束。

进一步，短接的两个所述断路器中的一个设置为隔离柜断路器，常闭状态，另一个设置分段柜断路器，常开状态。

进一步，所述分段柜断路器的合闸或者分闸启动后，延时指定时间后，再检测失压段母线上的电压是否恢复正常。

进一步，在对所述失压段母线上的进线断路器进行分闸之前，判断备自投电流闭锁、电压传感器断线闭锁和母线故障闭锁是否关闭，以及主变压器低压侧速断保护动作是否启动，若是，执行分闸作业。

本发明有益的技术效果如下：

1、通过分段柜与隔离柜两台断路器对多分段环网开关柜中的每段母线进线分段间隔，在正常运行时隔离柜断路器常闭，分段柜断路器常开，而检修时隔离柜断路器打开，而在母线发生故障时将由同一保护装置同一出口跳闸。采用闭环设计，开环运行，断路器冗余设置，灵活可靠，进一步保证了多分段环网开关柜整个系统的稳定性。

2.通过将失压段母线左侧两个短接的断路器合闸、或者右侧两个短接的断路器合闸，实现失压段母线与左侧段母线之间的串联或者与右侧段母线之间的串联，从而实现多分段母线之间的备自投运行，解决了复杂备自投方案需利用专用的备自投装置的限制，可在现存的环网开关柜的保护装置上轻松改造，不受限于保护装置的硬件配置，无需多路电压通道，一路电压通道即可实现此逻辑，灵活度高实用性强。同时，在备自投运行过程中还增加了母联分段柜断路器的连锁逻辑控制，只允许一个主变压器最多为三段母线供电，提高了整个电网运行的安全性能，增强了环网开关柜对于其中一段母线故障时的切除能力，并增强了供电的可靠性。

附图说明

图1为本发明的四段母线对应的环网连接的主接线示意图；

图2为本发明的母线一段、二段、三段和四段进线备自投运行的逻辑控制示意图；

图3为本发明的母线一段、二段、三段和四段之间的断路器连锁逻辑控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供了一种多分段环网开关备自投的控制方法，包括依次排列的多段母线，每段母线一侧的两端分别与一个断路器相连，另一侧通过进线断路器与主变压器相连，相邻两段母线相近的两个断路器短接，最前和最后的两段母线剩余的两个断路器短接，这样，就可以使多段母线上多个断路器共同形成环状连接，如图1所示的四段母线的环网连接，然后，通过将失压段母线左侧两个短接的断路器合闸、或者右侧两个短接的断路器合闸，实现失压段母线与左侧段母线之间的串联或者与右侧段母线之间的串联，从而实现多分段母线之间的备自投运行。

正常状态下，各段母线与其连接的负载独立运行，这就要求短接的两个断路器中的一个设置为隔离柜断路器，采用常闭状态，另一个设置分段柜断路器，采用常开状态。考虑到多分段环网结构的稳定性和安全性，为了保证主变压器不并列运行，每两条进线断路器与其中的分段柜断路器做三选二逻辑。如图1 所示的四段母线的环状连接，其中，W306、W322、W336和W350分别为对应母线的进线断路器，W301、W314、W328、W342为分段柜断路器，常闭，其设置符合三选二逻辑，W315、W329、W343、W356为隔离柜断路器，常开。

备自投运行的具体操作过程如下，其控制逻辑如图2所示：

首先，将失压段母线上的进线断路器进行分闸，再将左侧两个短接的断路器合闸，然后检测失压段母线上的电压是否恢复正常，若是，备自投作业结束；否则，先将左侧两个短接的断路器分闸，再将右侧两个短接的断路器合闸，然后检测失压段母线上的电压是否恢复正常，若是，备自投作业结束；否则，将右侧两个短接的断路器分闸，备自投作业结束。

同时，为了提高整个电网的安全性能，一个主变压器不允许同时为多段母线供电，本发明的方案最多允许三段，由于所需断路器的接点个数众多，利用GOOSE 协议实现系统内部各个部件之间的通讯。因此，在将失压段母线上的进线断路器进行分闸之前，先判断为其左侧段母线供电的主变压器是否为不超过二段母线供电，若是，执行与左侧段母线之间的备自投作业，否则，再判断为其右侧段母线供电的主变压器是否为不超过二段母线供电，若是，执行与右侧段母线之间的备自投作业，否则，备自投作业结束。对于如图3所示的四段母线环状连接，只需四台母联断路器之间做四选二连锁逻辑，即只需判断四个分段柜断路器W301、W314、W328、W342是否有两个闭合，若是，则说明四段母线中的三段由一个主变压器供电，对于此时处于失压状态的剩余一段母线无法进行后续的备自投作业，否则，可以将处于失压状态的剩余一段母线与左侧段母线或者右侧段母线串联。

以如图1所示的四段母线的环网连接，详细描述备自投运行的过程。

步骤一、备自投作业进行启动判定，包括对各段母线上的电压进行失压检测和备自投闭锁装置的关闭检测，若某段母线处于失压状态且其闭锁装置均处于关闭状态，则启动备自投。

1、检测各段母线上或对应进线侧的电压，若检测到某段母线上或对应进线侧的电压值低于检无压定值，则说明该段母线处于失压状态；或者检测各段母线连接的主变压器低压侧速断保护器件是否动作，若某段母线对应的保护器件动作，也说明该段母线处于失压状态。

2、备自投闭锁装置

1)电流闭锁定值，最大相电流高于低电压电流闭锁定值，应可靠闭锁；

2)PT电压传感器断线闭锁；

3)母线故障闭锁，防止故障区扩大；

4)主变压器低压侧速断保护动作是否启动；

开关柜馈线保护应设置过流速断保护，主变低后备保护也设置过流速断保护，但馈线的过流速断保护动作应反向闭锁主变低后备过流速断保护。

步骤二、若母线一段处于失压状态且备自投闭锁装置均处于关闭状态，将母线一段的进线断路器W306进行分闸作业，延时一段时间后，再检测进线断路器 W306是否处于分闸状态，若是，先判断为母线四供电的主变压器是否为不超过三段母线供电，若是，执行母线一段与母线四段之间的备自投作业，即检测母线四段的隔离柜断路器W356是否处于合闸状态，若是，则对母线一段的分段柜断路器W301进行合闸作业，延时指定时间后，检测母线一上的电压是否恢复正常，若是，说明已将母线一段串联至母线四段上，可以通过母线四对连接到母线一段上的各个设备进行供电，备自投运行结束，否则，执行步骤三。

步骤三、对分段柜断路器W301进行分闸作业，延时指定时间后，判断为母线二供电的主变压器是否为不超过三段母线供电，若是，执行母线一段与母线二段之间的备自投作业，即检测母线二段的隔离柜断路器W315是否处于合闸状态，则对母线一段的分段柜断路器W314进行合闸作业，延时指定时间后，检测母线一上的电压是否恢复正常，若是，说明已将母线一段串联至母线二段上，可以通过母线二上对连接到母线一段上的各个设备进行供电，备自投运行结束，否则，对分段柜断路器W314进行分闸作业，延时指定时间后，检测分段柜断路器W314是否处于分闸状态，若是，备自投运行结束，否则，继续对分段柜断路器W314进行分闸作业，直至分闸有效。

步骤四、重复步骤二、三，对母线二段、母线三段、母线四段进行备自投运行。

另外，由于断路器的合分闸以及对失压段母线进行充电，都需要时间，因此，在对分段柜断路器W301、分段柜断路器W314、分段柜断路器W328和分段柜断路器W342以及母线段对应的进线断路器进行合分闸作业后，都需要延迟一段时间后，再对断路器的合分闸的结果进行检测，比如失压段母线的电压是否恢复，合分闸是否有效等等。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种多分段环网开关柜备自投的控制方法，其特征在于：包括依次排列的多段母线，每段所述母线一侧的两端分别与一个断路器相连，另一侧通过进线断路器与主变压器相连，相邻两段母线相近的两个断路器短接，最前和最后的两段母线剩余的两个断路器短接，使多段母线上多个断路器共同形成环状连接，通过将失压段母线左侧两个短接的断路器合闸、或者右侧两个短接的断路器合闸，实现失压段母线与左侧段母线之间的串联或者与右侧段母线之间的串联，从而实现多分段母线之间的备自投运行；

先将失压段母线上的进线断路器进行分闸，再将左侧两个短接的断路器合闸，然后检测失压段母线上的电压是否恢复正常，若是，备自投作业结束；否则，先将左侧两个短接的断路器分闸，再将右侧两个短接的断路器合闸，然后检测失压段母线上的电压是否恢复正常，若是，备自投作业结束；否则，将右侧两个短接的断路器分闸，备自投作业结束。

2.根据权利要求1所述的多分段环网开关柜备自投的控制方法，其特征在于：将所述失压段母线上的进线断路器进行分闸之后，先判断为其左侧段母线供电的主变压器是否为不超过三段母线供电，若是，执行与左侧段母线之间的备自投作业，否则，再判断为其右侧段母线供电的主变压器是否为不超过三段母线供电，若是，执行与右侧段母线之间的备自投作业，否则，备自投作业结束。

3.根据权利要求1所述的多分段环网开关柜备自投的控制方法，其特征在于：短接的两个所述断路器中的一个设置为隔离柜断路器，常闭状态，另一个设置分段柜断路器，常开状态。

4.根据权利要求3所述的多分段环网开关柜备自投的控制方法，其特征在于：所述分段柜断路器的合闸或者分闸启动后，延时指定时间后，再检测失压段母线上的电压是否恢复正常。

5.根据权利要求1所述的多分段环网开关柜备自投的控制方法，其特征在于：在对所述失压段母线上的进线断路器进行分闸之前，判断备自投电流闭锁、电压传感器断线闭锁和母线故障闭锁是否关闭，以及主变压器低压侧速断保护动作是否启动，若是，执行分闸作业。

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