專利名稱：具有缺相保護功能的變電站備自投系統(tǒng)及其工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及變電站備自投系統(tǒng)的技術領域，具體是一種雙路進線供電的、供電系統(tǒng)為小電流接地系統(tǒng)的變電站備自投系統(tǒng)及其工作方法，以及該進線備自投的動作邏輯。
背景技術：
對于變電站屬于內橋接線，且采用一條35kV進線帶兩臺主變的供電方式，如圖1 所示。該變電站的一次接線包括兩根35kV進線(即進線1、進線2)；進線1經(jīng)第一斷路器 IDL連接到高壓側的I母線上和1#主變的輸入端，1#主變的輸出端經(jīng)第四斷路器4DL連接到低壓側的I母線上；進線2經(jīng)第二斷路器2DL連接到高壓側的II母線上和姊主變的輸入端，2#主變的輸出端經(jīng)第五斷路器5DL連接到低壓側的II母線上。高壓側的I、II母線之間連接有第三斷路器3DL。35kV進線線路采用架空線架設，正常工作時，所述1DL、3DL、4DL和5DL呈合閘狀態(tài)，2DL呈跳閘狀態(tài)；當C相線路發(fā)生斷線接地事故時，采用現(xiàn)有的110KV供電系統(tǒng)中的備自投裝置不會動作，進線1兩側的斷路器仍合位運行。1小時后監(jiān)控中心發(fā)現(xiàn)該變電站的母線電壓異常，監(jiān)控中心手動控制斷路器IDL斷開，將斷路器2DL投入，變電站供電恢復正常。故障分析對于小電流接地系統(tǒng)，在發(fā)生單相斷線接地事故時，供電側的線電壓仍保持對稱。根據(jù)相關規(guī)程，允許繼續(xù)供電2 3小時。該變電站處于受電側，以變壓器的聯(lián)接組別為D/YN11為例，三相所帶負荷基本對稱。當高壓側的C相線路發(fā)生斷線接地時，該供電系統(tǒng)等效為圖3。其矢量圖如圖4所示。采用電壓互感器PT檢測高壓側的各線電壓，由圖4可知，折算到電壓互感器PT的二次側的線電壓有UAC=UBC=50V，UAB=100V。直接檢測低壓側的各相電壓，各相電壓分別為山a=231V，Ub=I 15V, Uc=115V。如圖2，現(xiàn)有的110KV供電系統(tǒng)采用的備自投設備的邏輯，在采用主變的高、低壓側的電壓進行邏輯判斷時，備自投動作需要在相關的控制字允許的情況下，四側電壓元件均判為失壓，即
1)、高壓側I母線的失壓=Uabi<無壓定值，Ubci <無壓定值，Ucai <無壓定值；
2)、高壓側II母線的電壓山皿<無壓定值，Ubc2 <無壓定值，Uca2 <無壓定值；
3)、低壓側I母線的失壓=UL1<無壓定值；
4)、低壓側II母線的電壓=UL2<無壓定值；
并且1#主變沒有發(fā)生故障的情況下，所述備自投裝置才會動作?，F(xiàn)有的備自投裝置中，高壓側母線失壓的電壓定值為30V (即通過電壓互感器 PT檢測高壓側I、II母線的電壓，若電壓互感器PT 二次側(即電壓互感器PT的輸出端)的線電壓< 30V，則判斷為高壓側母線失壓)。由于PT的二次側的線電壓有UAC=UBC=50V， UAB=IOOV,故高壓側母線失壓元件不會動作，備自投裝置也就不會動作。因此，如何通過一種在線路發(fā)生斷線接地事故時，實現(xiàn)備自投裝置動作的變電站備自投系統(tǒng)，是本領域要解決的技術問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、自動化程度較高的具有缺相保護功能的變電站備自投系統(tǒng)及其工作方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種具有缺相保護功能的變電站備自投系統(tǒng)，其包括中央控制單元；斷路器狀態(tài)傳感器，與中央控制單元相連，用于檢測變電站供電系統(tǒng)中的第一、第二、第三、第四和第五斷路器的跳合閘狀態(tài)；斷路器跳合閘驅動電路，與中央控制單元相連，用于在實施備自投裝置動作時，控制所述第一、第二、第三、第四和第五斷路器處于相應的狀態(tài)；第一、第二電壓互感器組，分別與中央控制單元相連，用于分別檢測高壓側I、II母線上的各線電壓；所述中央控制單元具有用于檢測低壓側I、II母線上的各相電壓的相電壓信號檢測端。該變電站備自投系統(tǒng)的工作方法包括中央控制單元通過所述斷路器狀態(tài)傳感器測得所述第一、第三、第四和第五斷路器處于合閘狀態(tài)，且第二斷路器處于跳閘狀態(tài)，則判斷此時的變電站備自投系統(tǒng)的“進線自投方式1充電”狀態(tài)為1 ；若高壓側I母線上的各線電壓UAB1、UAC1和UBCl之一小于第一無壓定值，高壓側II母線上的各線電壓UAB2、UAC2和 UBC2之一小于第一無壓定值，低壓側I母線上的各相電壓UaUUbl和Ucl之一小于第二無壓定值，低壓側II母線上的各相電壓Ua2、Ub2和Uc2之一小于第二無壓定值，以及“無BZT 閉鎖”，且上述各判斷條件的狀態(tài)持續(xù)一預設時間t后，中央控制單元通過所述斷路器跳合閘驅動電路控制所述第一路器跳間，延時500ms后，若通過所述斷路器狀態(tài)傳感器測得所述第一路器呈跳閘狀態(tài)，則中央控制單元通過所述斷路器跳合閘驅動電路控制所述第二路器合閘。本發(fā)明的上述技術方案相比現(xiàn)有技術具有以下優(yōu)點(1)本發(fā)明的變電站備自投系統(tǒng)在使用時，當四側電壓均判為失壓時自投裝置即會動作。進線備自投邏輯如圖6;在發(fā)生此故障態(tài)時，將高壓側母線失壓元件的定值提高到大于50V，小于100V，如60V，則自投裝在在此故障態(tài)下高壓側失壓元件能正確動作。而正常運行工況下，高壓側母線電壓線電壓二次值達到100V，母線失壓元件不會誤動。對于低壓側兩段母線的二次電壓定值設置大于 115V小于230V，如150V，則自投裝在在此故障態(tài)下低壓側失壓元件就能正確動作。(2)本發(fā)明中，當系統(tǒng)各項條件滿足備自投允許投入時，令備自投充電狀態(tài)為1。只有充好電，在系統(tǒng)故障時備用電源才能投入，而在備用電源投入之后，備自投自動放電，直到故障消除，滿足下一次自投條件才會繼續(xù)充電。這樣就達到了備自投只能動作一次的目的。


為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結合附圖， 對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中
圖1為實施例中的35kv進線帶兩臺主變的、由進線備自投控制的變電站一次接線； 圖2為現(xiàn)有技術中110KV供電系統(tǒng)采用的進線備自投裝置的動作邏輯圖； 圖3為圖1中的變電站一次接線中的高壓側C相線路發(fā)生斷線接地時，該供電系統(tǒng)的等效圖4為圖1中的變電站一次接線中的高壓側C相失電時，該供電系統(tǒng)的向量4圖5為基于圖1中的變電站備自投系統(tǒng)的電路結構框圖； 圖6為實施例中的進線備自投的動作邏輯圖。
具體實施例方式見圖1、5_6，本實施例的具有缺相保護功能的變電站備自投系統(tǒng)，其包括中央控制單元；斷路器狀態(tài)傳感器，與中央控制單元相連，用于檢測變電站供電系統(tǒng)中的第一、第二、第三、第四和第五斷路器的跳合間狀態(tài)；斷路器跳合間驅動電路，與中央控制單元相連， 用于在實施備自投裝置動作時，控制所述第一、第二、第三、第四和第五斷路器處于相應的狀態(tài)；第一、第二電壓互感器組，分別與中央控制單元相連，用于分別檢測高壓側I、II母線上的各線電壓；所述中央控制單元具有用于檢測低壓側I、II母線上的各相電壓的相電壓信號檢測端。所述變電站備自投系統(tǒng)的工作方法包括所述中央控制單元通過所述斷路器狀態(tài)傳感器測得所述第一、第三、第四和第五斷路器處于合閘狀態(tài)，且第二斷路器處于跳閘狀態(tài)，則判斷此時的變電站備自投系統(tǒng)的“進線自投方式1充電”狀態(tài)為1 ；若高壓側I母線上的各線電壓UAB1、UAC1和UBCl之一小于第一無壓定值，高壓側II母線上的各線電壓UAB2、 UAC2和UBC2之一小于第一無壓定值，低壓側I母線上的各相電壓Ual、Ubl和Ucl之一小于第二無壓定值，低壓側II母線上的各相電壓Ua2、Ub2和Uc2之一小于第二無壓定值，以及 “無BZT閉鎖”，且上述各判斷條件的狀態(tài)持續(xù)一預設時間t后，中央控制單元通過所述斷路器跳合間驅動電路控制所述第一路器跳間，延時500ms后，若通過所述斷路器狀態(tài)傳感器測得所述第一路器呈跳閘狀態(tài)，則中央控制單元通過所述斷路器跳合閘驅動電路控制所述第二路器合閘。上述第一無壓定值的取值處于50V和100V之間，優(yōu)選60V ；第二無壓定值的取值處于115V和230V之間，優(yōu)選150V。上述預設時間t的取值處于1-5S之間，優(yōu)選2S。"BZT閉鎖”是指系統(tǒng)出現(xiàn)需要閉鎖備自投系統(tǒng)的故障(例如1#主變發(fā)生故障等)時，備自投系統(tǒng)實現(xiàn)閉鎖，即該備自投系統(tǒng)始終不動作。所述“無BZT閉鎖”是指系統(tǒng)未出現(xiàn)需要閉鎖備自投系統(tǒng)的故障。顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種具有缺相保護功能的變電站備自投系統(tǒng)，其特征在于包括 中央控制單元；斷路器狀態(tài)傳感器，與中央控制單元相連，用于檢測變電站供電系統(tǒng)中的第一、第二、 第三、第四和第五斷路器的跳合閘狀態(tài)；斷路器跳合閘驅動電路，與中央控制單元相連，用于在實施備自投裝置動作時，控制所述第一、第二、第三、第四和第五斷路器處于相應的狀態(tài)；第一、第二電壓互感器組，分別與中央控制單元相連，用于分別檢測高壓側I、II母線上的各線電壓；所述中央控制單元具有用于檢測低壓側I、II母線上的各相電壓的相電壓信號檢測端。
2.一種具有缺相保護功能的變電站備自投系統(tǒng)的工作方法，其特征在于所述變電站備自投系統(tǒng)包括中央控制單元；斷路器狀態(tài)傳感器，與中央控制單元相連，用于檢測變電站供電系統(tǒng)中的第一、第二、 第三、第四和第五斷路器的跳合閘狀態(tài)；斷路器跳合閘驅動電路，與中央控制單元相連，用于在實施備自投裝置動作時，控制所述第一、第二、第三、第四和第五斷路器處于相應的狀態(tài)；第一、第二電壓互感器組，分別與中央控制單元相連，用于分別檢測高壓側I、II母線上的各線電壓；所述中央控制單元具有用于檢測低壓側I、II母線上的各相電壓的相電壓信號檢測端；該變電站備自投系統(tǒng)的工作方法包括中央控制單元通過所述斷路器狀態(tài)傳感器測得所述第一、第三、第四和第五斷路器處于合閘狀態(tài)，且第二斷路器處于跳閘狀態(tài)，則判斷此時的變電站備自投系統(tǒng)的“進線自投方式1充電”狀態(tài)為1;若高壓側I母線上的各線電壓UAB1、UACl和UBCl之一小于第一無壓定值，高壓側II 母線上的各線電壓UAB2、UAC2和UBC2之一小于第一無壓定值，低壓側I母線上的各相電壓 UaU Ubl和Ucl之一小于第二無壓定值，低壓側II母線上的各相電壓fe2、Ub2和Uc2之一小于第二無壓定值，以及“無BZT閉鎖”，且上述各判斷條件的狀態(tài)持續(xù)一預設時間t后，中央控制單元通過所述斷路器跳合間驅動電路控制所述第一路器跳間，延時500ms后，若通過所述斷路器狀態(tài)傳感器測得所述第一路器呈跳閘狀態(tài)，則中央控制單元通過所述斷路器跳合間驅動電路控制所述第二路器合閘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有缺相保護功能的變電站備自投系統(tǒng)及其工作方法，該系統(tǒng)包括中央控制單元；斷路器狀態(tài)傳感器，用于檢測變電站供電系統(tǒng)中的第一至五五斷路器的跳合閘狀態(tài)；斷路器跳合閘驅動電路，用于在實施備自投裝置動作時，控制所述第一至五斷路器處于相應的狀態(tài)；第一、第二電壓互感器組，分別與中央控制單元相連，用于分別檢測高壓側Ⅰ、Ⅱ母線上的各線電壓；中央控制單元具有用于檢測低壓側Ⅰ、Ⅱ母線上的各相電壓的相電壓信號檢測端。當系統(tǒng)各項條件滿足備自投允許投入時，令備自投充電狀態(tài)為1。只有充好電，在系統(tǒng)故障時備用電源才能投入，在備用電源投入之后，備自投自動放電，直到故障消除，滿足下一次自投條件才繼續(xù)充電。
文檔編號H02J9/06GK102340171SQ20111028051
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月20日 優(yōu)先權日2011年9月20日
發(fā)明者張雄偉, 潘曙冰, 蘇慧民 申請人:江蘇省電力公司常州供電公司