一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，具體為將內橋開關的兩側主刀閘位置納入備投內橋方式的充電條件，將進線開關線路側的主刀閘位置及線路側的有電判別納入備投進線開關方式的充電條件，使備自投裝置識別進線線路停電狀態與開關停電狀態，實現開關或線路停電時備自投裝置無法充電或對已有充電狀態放電。本發明在備自投裝置運行工況良好的情況下，倒閘操作時運維人員可省去對備自投裝置功能壓板及出口壓板的操作，只需在倒閘操作前、后及日常巡視中對備自投裝置運行工況進行檢查，極大地提高了現場作業效率。
【專利說明】
一種具有全過程自適應能力的11〇kV備自投動作控制方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法。
【背景技術】
[0002] 備自投裝置即備用電源自投裝置，其工作原理是當主供電源因故失壓后，由備自 投裝置動作出口先將主供電源可靠斷開，再將備用電源自動投入，保證對用戶持續供電，是 保證電力系統持續可靠供電的重要措施。目前，國內電力系統liokv變電站普遍采用內橋接 線方式，變電站中110kV線路開關及內橋開關均不配置專門的保護裝置，而是依靠110kV備 自投裝置、主變備自投裝置、主變差動保護及高后備保護實現投切。其中，110kV備自投裝置 作為保證站內高壓側電源持續可靠供電的第一道關口，其運行可靠性顯得尤為重要。
[0003] 目前在生產現場廣泛采用的110kV備自投裝置具有一定的自適應能力，能夠根據 變電站運行方式的改變切換相應的備自投邏輯。但經過多年的現場運行經驗來看，該備自 投邏輯還存在一定的不足，主要表現為：
[0004] 1)不能自動適應110kV系統各種運行方式，當進線開關、進線線路或內橋開關停電 時，備自投裝置依然有誤動的可能性。
[0005] 2)當線路或開關停電時，仍然需要人為操作備自投裝置，且行業內沒有關于自適 應備自投裝置的運行管理規范，現場運行維護無據可依。

【發明內容】

[0006] 本發明為了解決上述問題，提出了一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動 作控制方法，本發明能夠自動適應110kV內橋接線變電站110kV系統的各種運行方式，可實 現運維人員對備自投裝置的零操作，提高安全作業效率。
[0007] 為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0008] -種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，將內橋開關所屬的主 刀閘位置加入備投內橋方式的充電條件，將進線開關線路側的主刀閘位置及線路側的有電 判別納入備投進線開關方式的充電條件，使備自投裝置識別線路停電狀態與開關停電狀 態，實現開關或線路停電時備自投裝置無法充電或對已有充電狀態放電。
[0009] 所述方法中，備投進線開關的充電條件中加入進線開關線路側的主刀閘合位的條 件。
[0010] 所述方法中，備投內橋方式的充電條件中加入內橋開關的兩側主刀閘均為合位的 條件。
[0011] 所述方法中，通過進線線路側帶電顯示器進行線路側有電的判別。
[0012] 線路側至少有兩相裝設帶電顯示器，其邏輯關系為或的關系，其中一相帶電顯示 器指示有電，即可判定線路側有電。
[0013] 進線開關兩側主刀閘之間存在五防閉鎖關系，即對進線開關母線側的刀閘進行 分、合閘操作時，其靠近線路側的刀閘必須在分位。
[0014] 內橋開關兩側刀閘之間無五防閉鎖條件要求。
[0015] 充電條件還包括ll〇kV系統的兩段母線均有壓。
[0016] 備投裝置正確動作條件還包括備投裝置全部出口壓板都投入。
[0017] 本發明的有益效果為：
[0018] 1)充電條件中只增加了對開關所屬刀閘位置以及線路側帶電顯示器的檢測，在變 電站設計及建設中不增加任何一次設備投資；
[0019] 2)檢修人員對線路側其中一相帶電顯示器進行維護，不影響備自投裝置正確動 作；
[0020] 3)能夠使110kV備自投裝置實現110kV系統各種運行方式下的自適應；
[0021] 4)實現運維人員對110kV備自投裝置零操作，極大地提高現場作業效率，且有效防 止誤操作；
[0022] 5)自投動作邏輯是建立在備自投裝置可靠運行的基礎上，在備自投裝置運行工況 良好的情況下，倒閘操作時運維人員可省去對備自投裝置功能壓板及出口壓板的操作，只 需在倒閘操作前、后及日常巡視中對備自投裝置運行工況進行檢查，極大地提高了現場作 業效率。
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明的11 OkV內橋變電站接線圖；
[0024]圖2為本發明的自適應備投臨時I線101開關動作邏輯示意圖；
[0025]圖3為本發明的自適應備投110kV內橋103開關動作邏輯示意圖。
【具體實施方式】：
[0026]下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。
[0027]本發明在分析當前110kV備自投裝置充、放電條件及動作邏輯的基礎上，提出一種 具有全過程自適應能力的備自投動作邏輯，能夠自動適應110kV內橋接線變電站110kV系統 的各種運行方式，可實現運維人員對備自投裝置的零操作，提高安全作業效率。
[0028] 1當前110kV備自投裝置工作原理
[0029]圖1所示為11 OkV內橋變電站典型接線方式，站內11 OkV備自投裝置引入110kVI、n 母線PT電壓作為電壓判據，引入臨時I線、臨時Π 線線路側PT(圖中分別為PA1、PA2)電壓作 為備自投自投充電及動作的輔助判據，再引入兩條線路各一相電流作為電流判據，防止PT 斷線時備自投裝置誤動作。此種接線方式下，110kV系統備投方式可分為兩大類，即線路備 投和內橋備投，線路備投又包含備投臨時I線和備投臨時Π 線，不同備投方式所對應的充、 放電及動作條件如表1中所示。
[0030]表1不同備投方式所對應的充、放電及動作條件
[0032] 由于電網實際運行中曾發生因線路PT斷線，導致llOkV備自投裝置線路備投方式 充電條件不滿足而發生拒動，造成大面積停電事故。因此，在反事故措施中規定110kV備自 投裝置充電條件不檢線路側有壓，本發明后續論述中也采用此種方式。
[0033] 備自投裝置設置備投方式切換開關或功能壓板，可以實現線路備投、內橋備投、備 投方式退出三種功能的切換。此外，備自投裝置包含五個出口壓板，以圖1所示變電站為例， 11 OkV備自投裝置出口壓板分別為：
[0034] 1)備投跳臨時I線101開關壓板；
[0035] 2)備投合臨時I線101開關壓板；
[0036] 3)備投跳臨時Π 線105開關壓板；
[0037] 4)備投合臨時Π 線105開關壓板；
[0038] 5)備投合llOkV內橋103開關壓板。
[0039] 2當前11 OkV自適應備自投裝置的特點分析
[0040] 與傳統備自投裝置相比，當前110kV變電站常用的備自投裝置主要特點在于：
[0041] 1.用相應的功能壓板或控制字實現備投方式切換，且正常運行時所有備投方式均 在投入位置，裝置根據一次系統開關實際位置實現備投方式切換。
[0042] 2.投入運行后，其所屬五個出口壓板均在投入位置。當備自投裝置動作時，裝置自 動選擇經相應的出口壓板出口跳、合對應的開關。
[0043] 由此可以看出，當前110kV自適應備自投裝置與傳統備自投裝置的主要區別在于 增加了根據開關實際位置識別備投方式的功能。然而現場運行經驗表明，當110kV線路或開 關停電時，當前110kV自適應備自投裝置有誤動的可能，以圖1所示變電站為例，主要表現 在：
[0044] 1)當臨時I線線路停電，由臨時Π 線供全站負荷時，臨時I線101開關及所屬1、3刀 閘在分位，臨時Π 線105開關、110kV內橋103開關在合位，當前自適應備自投裝置即判別備 投方式為備投臨時I線，此時110kVI、n母線有壓，滿足備投臨時I線方式充電條件，同時備 自投裝置所屬的出口壓板全在投入位置，一旦臨時Π 線線路側發生故障，則滿足備投臨時I 線方式動作條件。
[0045] 2)當內橋開關停電檢修時，當前自適應備自投裝置同樣有動作的可能。
[0046] 依據變電運行規程規定，不允許備自投裝置將設備備投至無電設備上，因此上述 兩種動作情況均屬于誤動。由于當前行業內部沒有關于自適應備自投裝置的相關運行規 程，為了防止上述誤動情況的發生，運維人員一般會將當前自適應備自投裝置停用。該方法 能有效防止自適應備自投裝置誤動作，但人為操作增加了現場運行維護成本以及誤操作的 可能性，與自適應備自投裝置的設計初衷不符，無法真正體現出其技術優越性。
[0047] 究其原因，在于當前110kV自適應備自投裝置僅根據開關分、合位進行備投方式識 別的邏輯設計不能適應一次系統各種運行方式，因此，優化設計110kV備自投裝置動作邏 輯，使其能夠識別線路停電及開關停電狀態，才能有效解決當前自適應備自投實際運行中 存在的風險。
[0048] 3優化設計方案
[0049] 如何實現備自投裝置識別開關或線路停電狀態，在于分析開關或線路停電時的特 殊點，并將特殊點加入到備自投裝置的充電條件中，即可實現開關或線路停電時備自投裝 置無法充電或對已有充電狀態放電，從而保證備自投裝置可靠不動作。
[0050] 3.1識別開關停電狀態
[0051] 以圖1所示變電站為例，臨時I線101開關停電與備投臨時I線狀態下101開關及所 屬1、3刀閘位置對比如表2所示，即兩種狀態下一次系統的主要區別在于101開關所屬1、3刀 閘的位置不同。同時，根據變電站防誤操作裝置設計要求，101-1刀閘與101-3刀閘之間存在 五防閉鎖關系，即對101-1刀閘進行分、合閘操作時，101-3刀閘必須在分位。因此，只需在備 投臨時I線方式的充電條件中加入101-3刀閘合位的條件時，即可有效識別臨時I線101開關 停電與備投臨時I線方式。
[0052]表2進線開關停電狀態與線路備投方式狀態對比
[0054] 同理，llOkV內橋103開關停電與備投內橋狀態時的開關及刀閘位置對比如表3所 示。實際運行中，103-1刀閘與103-2刀閘之間無五防閉鎖條件要求。因此，在備投內橋方式 的充電條件中加入103-1、103-2刀閘合位條件，可有效識別llOkV內橋103開關停電與備投 內橋方式。
[0055] 表3內橋開關停電狀態與備投內橋開關方式狀態對比
[0057] 3.2識別線路停電狀態
[0058]以臨時I線線路停電為例，此時101開關及所屬1、3刀閘位置與101開關停電時一 致，如表4所示，主要區別在于臨時I線線路側是否有電。因此，通過技術手段實現線路側有 電判別即可識別線路停電狀態與開關停電狀態。
[0059]表4線路停電狀態與備投進線開關狀態對比
[0061]實際運行中，可通過兩種方式進行線路側有電的判別，即線路側PT或線路側帶電 顯示器。線路側PT曾因發生斷線造成備自投裝置拒動而不被采用，因此，可通過線路側帶電 顯示器進行線路側有電判別。帶電顯示器工作穩定，且在變電站設計中，線路側至少有兩相 裝設帶電顯示器，其中一相帶電顯示器指示有電，即可判定線路側有電。在檢修人員對帶電 顯示器維護及時且良好的情況下，線路側兩相或三相帶電顯示器不存在同時停止工作的可 能。此外，帶電顯示器相比線路側PT能夠節約大量的采購、安裝成本。因此，采用帶電顯示器 進行線路側有電判斷的方式較之采用線路側PT具有明顯的優越性。
[0062]綜上所述，在備投進線開關方式的充電條件中加入開關線路側3刀閘合位及線路 側有電的條件，可使備自投裝置有效識別進線線路停電狀態與進線開關停電狀態。以備投 臨時I線101開關為例，優化后的備投進線開關方式動作邏輯如圖2所示。
[0063]由圖2可以看出，當臨時I線101開關停電時，101 -3刀閘在分位，不滿足備投臨時I 線101開關方式充電條件，因此備自投裝置不會發生誤動。當臨時I線線路停電時，101-3刀 閘在分位，同時臨時I線線路側帶電顯示器均指示無電，不滿足備投臨時I線101開關方式充 電條件，備自投裝置不會發生誤動。
[0064] 同理，優化后的備投110kV內橋103開關方式動作邏輯如圖3所示，由圖中可以看 出，當110kV內橋103開關停電時，103-1刀閘、103-2刀閘在分位，不滿足備投110kV內橋103 開關方式充電條件，備自投裝置不會發生誤動。
[0065] 本發明所述110kV全過程自適應備自投動作邏輯是建立在備自投裝置可靠運行的 基礎上，在備自投裝置運行工況良好的情況下，倒閘操作時運維人員可省去對備自投裝置 功能壓板及出口壓板的操作，只需在倒閘操作前、后及日常巡視中對備自投裝置運行工況 進行檢查，極大地提高了現場作業效率。
[0066] 上述雖然結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發明保護范 圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不 需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。
【主權項】
1. 一種具有全過程自適應能力的1 lokv備自投動作控制方法，其特征是:將內橋開關的 兩側主刀閘位置加入備投內橋方式的充電條件，將進線開關線路側的主刀閘位置及有電判 別納入備投進線開關方式的充電條件，使備自投裝置識別開關停電狀態與進線線路停電狀 態，實現開關或線路停電時備自投裝置無法充電或對已有充電狀態放電。2. 如權利要求1所述的一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，其特 征是:備投進線開關的充電條件中加入進線開關線路側的主刀閘合位的條件。3. 如權利要求1所述的一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，其特 征是:備投內橋方式的充電條件中加入內橋開關的兩側主刀閘均為合位的條件。4. 如權利要求1所述的一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，其特 征是:通過進線線路側帶電顯示器進行線路側有電的判別。5. 如權利要求1所述的一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，其特 征是:線路側至少有兩相裝設帶電顯示器，且其邏輯關系為或的關系，其中一相帶電顯示器 指示有電，即可判定線路側有電。6. 如權利要求1所述的一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，其特 征是:進線開關兩側主刀閘之間存在五防閉鎖關系，即對進線開關母線側主刀閘進行分、合 閘操作時，其線路側的主刀閘必須在分位。7. 如權利要求1所述的一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，其特 征是：內橋開關兩側主刀閘之間無五防閉鎖條件要求。8. 如權利要求1所述的一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，其特 征是:充電條件還包括llOkV系統的兩段母線均有壓。9. 如權利要求1所述的一種具有全過程自適應能力的110kV備自投動作控制方法，其特 征是:備投裝置正確動作條件還包括備投裝置全部出口壓板都投入。
【文檔編號】H02J9/06GK106026367SQ201610565357
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月18日
【發明人】牟黎, 馬彥飛, 郭紹峰, 肖偉, 劉海客, 竇昊寧, 賈濤, 李慶
【申請人】國網技術學院, 國家電網公司, 國網山東省電力公司濟南供電公司