CN201266791Y - 变电站进线侧自适应式备用电源自投装置 - Google Patents

变电站进线侧自适应式备用电源自投装置 Download PDF

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李国友
姚捷
黄文载
徐飞
匡华
杨俊宏
崔吉方
阳家书
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Abstract

一种变电站进线侧自适应式备用电源自投装置,主要由电压及电流输入回路、开关量输入回路、开关量输出回路、装置CPU组成,其特征在于该备自投装置是把电压及电流输入回路、开关量输入回路、开关量输出回路连接到CPU,再安装在单母线分段、双母线、桥接线等不同接线方式的变电站上。利用装置中的相关电压、电流输入回路、开关量输入回路和开关回路,把相关信号输给处理器CPU,就可较好解决各种不同母线接线方式及母线电压互感器不同安装位置情况下备自投的自适应问题。同时,通过判断母线频率、电压特征解决了某些地区较多小电上网的问题。

Description

变电站进线侧自适应式备用电源自投装置
技术领域:
本实用新型涉及一种用于电力系统llOkV及以下变电站使用的微 机型变电站进线侧自适应式备用电源自投装置。 背景技术:
为提高供电可靠性,最大限度减少对用户的停电时间,电力系统普 遍釆用备用电源自动投入装置(以下简称备自投装置)。随着技术的发 展,目前电力系统应用的继电保护及自动装置已基本实现微机化,所 以本文提到的备自投装置均指微机型装置。
由于变电站母线主接线方式在设计时要充分考虑变电站在电网 中的地理位置、投资成本、供电可靠性等各方面的相关因素,因此 110kV及以下变电站母线主接线方式多种多样,母线电压互感器安装
位置也有所不同,常见的有单母分段、双母线、桥(角)接线等方式; 同时一种母线接线方式下因系统变化(如检修、事故等)的需要又有 几种不同运行方式,例如,当双母线中的一条母线检修时,此时运行 方式即变为单母方式;另外,变电站的负荷类型多种多样,既可能有 纯粹的用电客户,又可能有上网的小电机组。此时为适应一次运行方 式的变化,备自投装置也需要有随之变化的几种不同的运行方式,同 时应兼顾主电源跳闸后可能造成的小电带全站负荷孤网运行的情况。 虽然目前应用中的备自投装置技术水平较高,但仍普遍存在以下问题: ①运行方式自适应性差,即在不同接线不同运行方式下需单独设定, 方式变更时需手工操作变换备自投备投方式;②地域适应性差,在考虑通用性的同时,没有考虑到某些地区(例如云南)丰富的小电资源 (主要是小水电),对主电源跳闸后可能出现的小电带全站负荷孤网运 行的情况没有考虑。
因此,开发出一种既能自适应于电力系统运行方式变化、同时兼顾 某些地区(例如云南)电网特殊应用条件(小电丰富)的U0kV及以 下变电站备用电源自投装置是一件很有意义的工作。 实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种既能自适应于电力系统运行方式
变化、同时兼顾某些地区电网小电丰富特殊应用条件的110kV及以下
变电站使用的微机型变电站进线侧自适应式备用电源自投装置。即该 备自投装置可以在不同接线不同运行方式下自适应运行,无需操作人
员手工操作变换备投方式;同时,充分考虑某些地区丰富的小电资源, 对变电站主电源跳闸后是否出现小电带全站负荷孤网运行自行判断并 处理。
技术方案如下:
一种电力系统变电站使用的自动适应进线断路器运行方式的微机 型备用电源自投装置,主要由电压及电流输入回路、开关量输入回路、 开关量输出回路、装置CPU等组成,其特征在于该备自投装置是把电 压及电流输入回路、开关量输入回路、开关量输出回路连接到CPU, 再安装在单母线分段、双母线、桥接线等不同接线方式的变电站上。
在装置中设置了釆集8个电压模拟量的电压输入回路X1;装置中 设置了釆集12个开关量的开关量输入回路X3;装置中设置了釆集4 个电流模拟量的交流电流输入量回路X2;装置中设置了输出IO个开关量的开关量回路X4。
通过简单定义备自投作用的不同对象,同时配合几个选择性定值整定,利用装置中的相关电压、电流输入回路、开关量输入回路和开关回路,把相关信号输给处理器CPU,就可较好解决各种不同母线接线方式及母线电压互感器不同安装位置情况下备自投的自适应问题。同时,通过判断母线电气量(频率、电压)特征解决了某些地区(例如云南)较多小电上网的问题。
采用新方法的微机型备自投装置在实现设计功能的前提下,硬件结构及二次接线方式与目前主流厂家产品基本一致,最大限度减少现有应用设备的改造成本,具有应用推广价值。附图说明
图i是备自投作用的断路器接线形式图;
图2是备自投装置结构原理图;图3是交流输入量端子图;图4是开关量输入端子图;图5是开关量输出端子图;图6是备自投装置工作原理图。
在图1~6中,1DL、 2DL代表电源型断路器、3DL代表中间联络型断路器,此处变压器T1、 T2仅代表负荷侧;IM、 IIM代表I母线、II母线,Ll、 L2代表进线l、进线2; Uxl、 Ux2表杀线路侧电压互感器;Inl、 In2表示线路l、 2电流互感器;Uml、 Um2表示I、 II母的电压互感器;X1〜X4表示装置接线端子;QK表示投切开关;BBS表示变压器保护闭锁(桥接线使用);MBS代表母线保护闭锁;1TJ、 2TJ分别为1DL、2DL的跳闸继电器;LTJ表示联跳小电的出口继电器;1HJ、2HJ、 3HJ分别为1DL、 2DL、 3DL的合闸继电器;xDLSTJ ( x=l或2或3)表示xDL断路器的手跳继电器;xDLTWJ(x-l或2或3)表示xDL断路器跳闹位置继电器;联络开关停用时,断开L硬压板(即L-O),如系统本无联络开关时,整定L-O;压板D用于控制投切低频低压解列功能。具体实施方式
以下结合附图,作为实施方式,对技术方案作具体说明。参照图l,通过分析比较目前电力系统应用的UOkV及以下电压等级的常见母线接线方式,将备自投作用的断路器对象可归纳为两类:
一类是电源型,各种主接线都必须至少有两个电源才能实现备投;另
一类是中间联络型,包括各种联络、分段、母联断路器,这类断路器只有一个,甚至部分情况下没有(如双母线中的一条母线处检修时)。对于小电上网情况,无论小电电源存在于变电绅哪条电压等级的
母线上,备自投装置只要分析图i中母线(i母或n母)的部分电气量(频率、电压)就可以判断出变电站主电源跳闸后小电源带全站负荷孤网运行情况,由此决定此时要联切小电源并备投到备用电源还是允许小电源继续带负荷孤网运行。
依据分析得出的两类备自投作用对象,同时考虑小电上网影响,
按以下技术方案来设计备自投:①不管主接线形式,用两种逻辑,导
出四种方式,每种方式可整定投、退,可不用考虑中,间断路器(在保
护定值中整定);②通过保护定值整定有选择性的使用外部闭锁功能,有选择性判别电压互感器接线方式;③通过判断母线电气量(频率、电压)特征来决定是否联切小电,当母线实际的频率、电压超出母线整定定值范围时,可判断孤网有功、无功出力异常fr联切小电,同时设定频率、电压变化率作为闭锁条件。
参照图2,本实用新型提供的变电站进线侧自适应式备用电源自投装置主要由电压及电流输入回路、开关量输入回路、开关量输出回路、装置CPU等组成。其中电压电流输入回路提供装置工作所需的母线、线路电压和电流;开关量输入回路提供装置工作所需的各种判据信号;开关量输出回路用于输出装置动作结果;装置的CPU根据备自投装置充放电及动作逻辑判据原理对输入的各种模拟量、数字信号量进行逻辑判断,将结果送到开关量输出回路执行。
参照图3,电压输入回路采集8个模拟量,即l母电压量3个(即
UA1、 UB1 、 UC1)反映了 I母A、 B、 C三相电压,1I母电压量3个(即UA2、 UB2 、 UC2)反映了 II母A、 B、 C三相电压,线路电压量2个(即Uu、UL2)反映线路电压。电流输入回路釆集2个模拟量,即进线l(Ll)、进线2 (L2)的电流量。
参照图4,开关量输入回路需釆集12个开关量Z分别是断路器跳闸位置信号(即1隨J、 2DLTWJ、 3DLTWJ)用于判断断路器状态;断路器手动跳闸信号(即1DLSTJ、 2DLSTJ、 3DLSTJ )用于判断是否手动搡作断路器;投切备自投装置开关(QK)用于判断是否使用备自投装
置;闭锁备自投信号用于判断是否发生其它保护动作时禁止备自投动
作的情况,主要是主变动作跳闹闭锁信号(BBS)和母差保护动作闭锁信号(MBS),因为这两种情况下如果备自投仍然动作将扩大事故;开入量L用于判断联络开关状态,当联络开关停用时,断开L硬压板(即L-0),如系统本无联络开关时,整定1>=0;开入量D用于判断是否投入低频低压解列功能;另外,还有GPS信号输入量,用于GPS对时。图中的正电表示电源的正极公共端。
参照图5,开关输出量主要有10个,其中断路器的5个跳合闸输出量(1DL的跳合闸输出、2DL的跳合闸输出、3DL的合闸输出),均可由#1~5相应的压板(LP)控制;3个联跳小电输出量,可由#6~8相应的压板(LP)控制;2个告警信号输出量,即备自投动作信号、低频低压动作信号,用于发相应的告警信号。
以下结合图6,对备自投装置工作过程作进一步说明。当装置复归或上电完成初始化后,从定值存储区取相关控制字。主要是线路电压检查定值控制字FLx (x-l或2)用于控制备自投逻辑是否检查线路电压(Uxl、 Ux2),当现场无母线电压互感器时,备自投装置将不检查线路电压;检本段或两段母线电压的方式控制字M,当M=0,检两段,当M-l,检本段;Fu、 Fu、 M三个控制字,用于判断有、无线路TV及桥接线母线TV在线路侧的一次接线形式。接下来备自投装置输入相关开关量,主要是图4所示的L、D、QK三块硬压板状态(用于分别判断有无联络断路器、投退联跳小电、投切备自投装置的功能)、xDLTWJ状态(用于判断xDL跳闸位置)、xDLSTJ (用于判断是否手动搡作xDL)、 MBS闭锁信号(母差保护闭锁)、BBS闭锁信号(变压器保护闭锁)。当有了以上控制字和信号后,装置就可以自适应判断备自投装置工作方式了。
通过分析比较目前电力系统应用的UOkV及以下电压等级的常见母线接线方式,我们认为在任何主接线形式中,备自投作用的断路器对象可归纳为两类: 一类是电源型;另一类是中间联络型(单母线方式下不存在)。不管主接线形式,用两种断路器归类法,可以导出四种方式(即FS1、 FS2、 FS3、 FS4),每种方式可根据具体的接线运行方式整定投、退。
联络断路器备自投包括两种,它们的充放电条件相同,动作过程不同。方式1(FS1): II母暗备用,即I、 II母均有压情况下,I母突然失电,且FS1充电完成、Inl无流时,跳1DL,合3DL;方式2(FS2):I母暗备用,即I、 II母均有压情况下,n母突然失电,且FS2充电完成、In2无流时,跳2DL,合3DL。
进线断路器备自投也包括两种:方式3(FS3): 2DL明备用,即根据控制字M选择II母有压或者I、 II母同时有压,1DL在合位,2DL在分位,若有联络断路器(即L = l)时3DL应在合位,此时若发生I母失压情况,且满足FS3充电完成、Inl无流、Ux2检査投入时Ux2有压的条件,则跳1DL,合2DL。方式4 (FS4) :1DL明备用,即根据控制字M选择I母有压或者I、 II母同时有压,2DL在合位,1DL在分位,若有联络断路器(即L = l)时3DL应在合位,此时若发生II母失压情况,且满足FS4充电完成、In2无流、Uxl检查投入时Uxl有压的条件,则跳2DL,合1DL。
对于在FS3、 FS4情况下,若装置输入的交流模拟量中频率降低且频率变化率小于定值,或者电压降低且电压变化率小于定值,则可判定系统发生有功、无功功率异常情况,此时备自投装置联跳小电。
9

Claims (5)

1、一种变电站进线侧自适应式备用电源自投装置,主要由电压及电流输入回路、开关量输入回路、开关量输出回路、装置CPU组成,其特征在于该备自投装置是把电压及电流输入回路、开关量输入回路、开关量输出回路连接到CPU,再安装在单母线分段、双母线、桥接线等不同接线方式的变电站上。
2 、根据权利要求1所述的 一 种变电站进线侧自适应式备用电源自 投装置,其特征在于装置中设置了釆集8个电压模拟量的电压输入回 路(Xl)。
3、 根据权利要求1所述的一种变电站进线侧自适应式备用电源自 投装置,其特征在于装置中安装了设置12个开关量的开关量输入回路U3)。
4、 根据权利要求l所述的一种变电站进线侧自适应式备用电源自 投装置,其特征在于装置中设置了采集4个电流模拟量的交流电流输 入量回路(X2)。
5、 根据权利要求l所述的一种变电站进线侧自适应式备用电源自 投装置,其特征在于装置中设置了输出10个开关量的开关量回路(X4 )。
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