一種區(qū)域備自投裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種區(qū)域備自投裝置，適用于供電系統(tǒng)中220kV變電站供電薄弱的情況，所述220kV變電站供電薄弱包括：單主變運行、220kV由單一電源供電且無法進行220kV備自投等情況。所述區(qū)域備自投裝置包括區(qū)域備自投邏輯判別裝置和數(shù)個采集執(zhí)行單元，所有采集執(zhí)行單元分別通過光纖通信網(wǎng)絡與區(qū)域備自投邏輯判別裝置實時通信，交互實時信息并執(zhí)行備自投跳合閘命令。所述區(qū)域備自投裝置可實現(xiàn)220kV變電站供電薄弱時若其110kV母線失電，可通過串聯(lián)供電結構或者聯(lián)絡線以另一個220kV變電站作為備用電源為其快速恢復供電，并且不要求熱備用開關必須位于失電的110kV母線所在的220kV變電站一側。
【專利說明】一種區(qū)域備自投裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電力系統(tǒng)輸配電的自動投切裝置，特別涉及一種微機型備用電源自投裝置。

【背景技術】
[0002]近年來，備自投裝置在220kV及以下等級的電網(wǎng)中得到廣泛應用，在維持電網(wǎng)穩(wěn)定和提高供電可靠性等方面起到了重要作用。
[0003]對于220kV變電站，可能會出現(xiàn)供電薄弱的情況:例如由于分期建設或者設備檢修等原因，可能會出現(xiàn)單臺主變壓器運行的薄弱方式，此時若單臺主變壓器故障，會造成220kV變電站的IlOkV母線失電，從而導致由該母線供電的多座IlOkV變電站失電，造成大量用戶停電；又如由于部分220kV進線電源檢修或者電網(wǎng)結構問題導致僅有一路進線電源或者僅有一路雙回線為220kV變電站供電，且該220kV變電站無法進行220kV備自投，則會出現(xiàn)由單一電源供電的薄弱方式，此時若為其供電的變電站失電或者供電線路故障，則會出現(xiàn)220kV變電站失電并導致下掛的多座IlOkV變電站失電。
[0004]為了避免這種情況，一般的解決辦法是使用常規(guī)備用電源技術，備用電源采用其他變電站到220kV變電站IlOkV母線的聯(lián)絡線，當220kV變電站IlOkV母線失電時，跳開220kV變電站主變壓器IlOkV側開關，之后合上聯(lián)絡線開關，為220kV變電站IlOkV母線恢復供電。
[0005]上述解決辦法的問題在于，聯(lián)絡線備用電源一般由其他的IlOkV變電站提供，該IlOkV變電站受電于其他變電站，為了保證能夠作為220kV變電站的備用電源，聯(lián)絡線在220kV變電站側的開關必須保持為熱備用狀態(tài)，而在IlOkV變電站側的開關必須保持為合閘狀態(tài)，例如圖1所示，為了保證220kV變電站A的常規(guī)備自投能夠發(fā)揮作用，A02必須要保持熱備用狀態(tài)，B01、B02、C01、C02、DOl均需保持合閘狀態(tài)。這樣，當220kV變電站A的I1kV母線失電時，常規(guī)備自投跳開AOl開關，合上A02開關，這樣才能夠為220kV變電站A的IlOkV母線恢復供電。
[0006]這樣會導致運行方式固定無法靈活更改，一旦熱備用開關不在220kV變電站一側將無法使用常規(guī)備自投實現(xiàn)快速恢復供電，例如圖1所示，若因為運行方式的需要合上A02開關，打開BOl、B02、COl、C02、DOl中的任一個作為熱備用開關，站A的常規(guī)備自投會因為本站沒有熱備用開關而無法發(fā)揮作用。另外，聯(lián)絡線所在的IlOkV變電站由于主供開關及聯(lián)絡線開關都在合位，若無其他備用電源，將不具備使用常規(guī)備自投的條件，對于常見的串聯(lián)式供電結構，I 1kV串供變電站很可能是沒有其他備用電源的，因此無法通過常規(guī)備自投恢復供電，供電可靠性會很差，例如圖1所示，A02開關熱備用時，站B、站C因為本站沒有熱備用開關，處于常規(guī)備自投不能發(fā)揮作用的狀態(tài)，一旦失電將無法自動恢復。因此，常規(guī)的備自投技術無法解決運行方式不靈活以及聯(lián)絡線所在IlOkV串供變電站備自投的問題。
[0007]目前也存在也存在基于調度系統(tǒng)的區(qū)域備自投系統(tǒng)，通過調度系統(tǒng)采集變電站的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)區(qū)域備自投邏輯判別后實現(xiàn)恢復供電，但是由于調度數(shù)據(jù)網(wǎng)信息交互速度慢，只能達到幾十秒甚至分鐘級的速度，實現(xiàn)恢復供電需要幾分鐘的時間，不能夠達到快速恢復供電的要求。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的是:針對供電系統(tǒng)220kV變電站供電薄弱的情況，提供一種區(qū)域備自投裝置，可解決供電薄弱的220kV變電站IlOkV母線失電時的備自投問題，并且能夠適應供電系統(tǒng)的各種運行方式，不受熱備用開關位置的限制，而且可解決聯(lián)絡線備用電源所在的IlOkV串供變電站的備自投問題。
[0009]為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是:
[0010]一種區(qū)域備自投裝置，其特征在于:所述區(qū)域備自投裝置包括一臺區(qū)域備自投邏輯判別裝置和兩臺或多臺采集執(zhí)行單元，供電系統(tǒng)中每個變電站安裝一臺采集執(zhí)行單元，選擇供電系統(tǒng)中任一變電站安裝一臺區(qū)域備自投邏輯判別裝置，所有采集執(zhí)行單元通過光纖通信網(wǎng)絡與區(qū)域備自投邏輯判別裝置連接并交互實時信息，采集執(zhí)行單元采集所在變電站的狀態(tài)信息并上送給區(qū)域備自投邏輯判別裝置，區(qū)域備自投邏輯判別裝置實現(xiàn)區(qū)域備自投策略的判別并將跳合閘結果下發(fā)到相應變電站的采集執(zhí)行單元實際執(zhí)行。
[0011 ] 上述方案中，所述采集執(zhí)行單元每個采樣中斷采集并更新一次變電站的狀態(tài)，并每一個或每兩個采樣中斷向所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置發(fā)送一次，信息以毫秒級的速度進行交互。
[0012]上述方案中，所述采集執(zhí)行單元采集所在變電站的電壓、電流模擬量信息，通過就地判據(jù)轉換為所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置所需的有壓無壓、有流無流開關量結果，同時采集所在變電站的線路開關位置和保護動作的開關量信號，最終將變電站的狀態(tài)全部按照開關量結果上送給所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置。
[0013]采用上述方案后，本實用新型的有益效果是:
[0014](I)可適應包含供電薄弱的220kV變電站的供電系統(tǒng)的各種運行方式，不必限制熱備用開關必須位于單主變運行的220kV變電站一側；
[0015](2)串聯(lián)式供電結構兩個220kV變電站之間的IlOkV串供變電站失電時也可以通過備自投恢復供電；
[0016](3)兩個220kV變電站的IlOkV母線可通過之間的串供結構或者聯(lián)絡線互為備用，不受熱備用開關位置的限制。
[0017](4)區(qū)域備自投邏輯判別裝置與各采集執(zhí)行單元以毫秒級的速度交互信息，實現(xiàn)快速恢復供電。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是現(xiàn)有技術所適用的供電系統(tǒng)的主接線示意圖；
[0019]圖2是本實用新型區(qū)域備自投裝置在一種供電系統(tǒng)中的應用情況示意圖；
[0020]圖3是本實用新型所應用的供電系統(tǒng)主接線一種變化情況的示意圖；
[0021]圖4是本實用新型區(qū)域備自投裝置的程序實施流程。

【具體實施方式】
[0022]以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0023]本實用新型提供一種區(qū)域備備自投裝置，適用于供電系統(tǒng)中220kV變電站供電薄弱的情況，所述220kV變電站供電薄弱包括:單主變運行、220kV由單一電源供電且無法進行220kV備自投。
[0024]參考圖2所示，站A和站D為兩座220kV變電站，站B和站C為兩座IlOkV串供變電站，1^1、1^2、1^為2201^變電站六的若干IlOkV出線，為下掛的多座IlOkV負荷變電站供電。圖2為一種示意，表示220kV變電站A只有一臺主變運行或者由單一電源為其供電，是供電系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。聯(lián)絡線BC線的B02開關為斷開狀態(tài)，作為熱備用開關，可用于備用電源自投，B02熱備用僅為一種舉例，熱備用開關還可以靈活選擇為A02、BOl、COl、C02、DOl中的任一處。220kV變電站D為另一座220kV變電站，可通過串供結構作為220kV變電站A的備用電源。兩座220kV變電站之間有B、C兩座IlOkV串供變電站，該圖僅為一種舉例，兩座220kV變電站之間并非僅限于兩座IlOkV串供變電站，可以有一座或者更多，也可以沒有串供變電站即兩座220kV變電站的IlOkV母線直接通過聯(lián)絡線相連。
[0025]220kV變電站D也可以為單主變運行或單一電源供電，并且處于熱備用狀態(tài)的開關也可以在其他位置，這種情況如圖3所示，圖3表示220kV變電站D也只有一臺主變運行或者由單一電源為其供電，是供電系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，L1’、L2’、LN’為220kV變電站D的若干IlOkV出線，為下掛的多座IlOkV負荷變電站供電。圖3的運行方式以A02為熱備用開關，僅為一種舉例，處于熱備用狀態(tài)的開關還可以靈活選擇為B01、B02、C01、C02、DOl中的任一處，兩座220kV變電站的IlOkV母線通過串式供電結構相互備用，若中間無串供變電站則為直接通過聯(lián)絡線互為備用。
[0026]本實用新型的區(qū)域備自投裝置包括一臺區(qū)域備自投邏輯判別裝置及數(shù)個采集執(zhí)行單元，如圖2所示。圖2中的UnitA/B/C/D分別表示變電站A/B/C/D配置的采集執(zhí)行單元。每個變電站分別配置一臺采集執(zhí)行單元，包含兩個220kV電源站及其之間的IlOkV串供變電站，選擇其中一個變電站配置一臺區(qū)域備自投邏輯判別裝置，區(qū)域備自投邏輯判別裝置與各采集執(zhí)行單元通過光纖通信網(wǎng)絡交互實時信息。采集執(zhí)行單元采集變電站的電壓、電流等模擬量信息以及開關位置等開關量信息，結合就地判據(jù)轉換為區(qū)域備自投邏輯判別裝置所需的信號量上送，同時接收并執(zhí)行區(qū)域備自投邏輯判別裝置下發(fā)的備自投跳合閘命令。區(qū)域備自投邏輯判別裝置實現(xiàn)區(qū)域備自投策略的邏輯判別。
[0027]各采集執(zhí)行單元通過光纖通信網(wǎng)絡與所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置相連，為了實現(xiàn)將變電站的狀態(tài)信息實時傳輸給區(qū)域備自投邏輯判別裝置，采集執(zhí)行單元每個采樣中斷采集并更新一次變電站的狀態(tài)，采樣中斷的具體時間長度與CPU的運算速度有關，一般為0.833毫秒或者1.667毫秒，同時，每一個或每兩個采樣中斷向區(qū)域備自投邏輯判別裝置發(fā)送一次，這樣可實現(xiàn)區(qū)域備自投邏輯判別裝置所使用的變電站狀態(tài)每隔1-2毫秒即可更新一次。
[0028]為了保證光纖通信通絡不會被龐大的信息交互量堵塞，需要控制交互信息的數(shù)量，如果直接傳輸電壓、電流值將會大大增加信息數(shù)量，為了避免這種情況，采集執(zhí)行單元采集所在變電站的電壓、電流模擬量信息，通過就地判據(jù)轉換為所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置所需的有壓無壓、有流無流開關量結果，同時采集所在變電站的線路開關位置和保護動作的開關量信號，最終將變電站的狀態(tài)全部按照開關量結果上送給所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置。經(jīng)過這種處理后將會減少需要傳輸?shù)男畔?shù)量，防止信息堵塞而破壞實時性。
[0029]區(qū)域備自投裝置的程序流程參考圖4，主要有如下五個步驟:
[0030]步驟1:系統(tǒng)運行方式識別:
[0031]區(qū)域備自投邏輯判別裝置通過各變電站中的采集執(zhí)行單元采集狀態(tài)信息，包括但不限于:供電系統(tǒng)中各變電站的母線電壓狀態(tài)、線路電流狀態(tài)以及各線路開關的位置狀態(tài)，并通過上述信息識別系統(tǒng)運行方式，并記錄熱備用開關的位置。例如圖2中的熱備用開關為A02，所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置記錄熱備用開關為站A的A02開關。
[0032]步驟2:充電準備:
[0033]供電系統(tǒng)正常運行，各變電站電壓正常，并且沒有閉鎖備自投的條件，所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置經(jīng)充電延時(延時在0.5s?60s范圍內取值)后完成充電準備，置充電完成標志。
[0034]步驟3:變電站失電或系統(tǒng)故障判別:
[0035]完成充電準備后，若220kV變電站的供電線路或者主變故障導致其IlOkV母線失電，或者供電系統(tǒng)發(fā)生故障導致部分變電站失電，所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置綜合各變電站的母線電壓狀態(tài)、聯(lián)絡線開關的位置及電流狀態(tài)進行判別，確定故障范圍，并啟動區(qū)域備自投的動作邏輯，所述動作邏輯即步驟4、5。
[0036]步驟4:跳閘隔離故障
[0037]所述邏輯判別裝置根據(jù)步驟3故障范圍的判別結果選擇適合于隔離故障的開關，向所選的開關所在的采集執(zhí)行單元發(fā)送跳閘命令，使得開關跳閘以隔離故障。
[0038]步驟5:合閘恢復供電:
[0039]所述區(qū)域備自投邏輯判別裝置確認跳閘開關已經(jīng)跳開后執(zhí)行合閘操作向熱備用開關所在的采集執(zhí)行單元發(fā)送合閘命令，合上所述熱備用開關實現(xiàn)恢復供電。
[0040]在圖2的運行方式下，若主變故障或者進線電源故障等原因導致220kV變電站A的IlOkV母線失電，則區(qū)域備自投動作，跳開主變IlOkV側開關A01，之后合上熱備用開關B02，通過串供結構以220kV變電站D為220kV變電站A的IlOkV母線恢復供電。對于常規(guī)備自投而言，由于熱備用開關B02不在失電變電站而無法備自投，故必須采用區(qū)域備自投。
[0041]在圖3的運行方式下，220kV變電站A和220kV變電站D都存在供電薄弱的情況。若主變故障或者進線電源故障等原因導致220kV變電站A的IlOkV母線失電，則區(qū)域備自投動作，跳開主變IlOkV側開關A01，之后合上聯(lián)絡線開關A02，為220kV變電站A的IlOkV母線恢復供電；若主變故障或者進線電源故障等原因導致220kV變電站D的IlOkV母線失電，則區(qū)域備自投動作，跳開主變IlOkV側開關D02，之后合上聯(lián)絡線開關A02，為220kV變電站D的IlOkV母線恢復供電。兩座220kV變電站的IlOkV母線通過串供結構實現(xiàn)了互為備用，而且這種情況下必然有一個變電站沒有熱備用開關可用，故不能使用常規(guī)備自投裝置，必須采用區(qū)域備自投裝置。
[0042]若兩個220kV變電站之間通過串聯(lián)供電結構相連，區(qū)域備自投裝置還可以實現(xiàn)為中間的串供變電站恢復供電。在圖2的運行方式下，若IlOkV串供變電站失電，例如AB線故障導致IlOkV串供變電站B失電，則區(qū)域備自投動作，跳開B01，合上熱備用開關B02，又如CD線故障導致IlOkV串供變電站C失電，則區(qū)域備自投動作，跳開C02，合上熱備用開關B02。在圖3的運行方式下，若IlOkV串供變電站失電，例如BC線故障導致IlOkV串供變電站B失電，則區(qū)域備自投動作，跳開B02，合上熱備用開關A02，又如⑶線故障導致IlOkV串供變電站B、C均失電，則區(qū)域備自投動作，跳開C02，合上熱備用開關A02。
[0043]綜上，本實用新型的區(qū)域備自投裝置可實現(xiàn)為220kV變電站的IlOkV失電母線或者失電的IlOkV串供變電站恢復供電，并能夠適應系統(tǒng)的各種運行方式。
[0044]以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種區(qū)域備自投裝置，其特征在于:所述區(qū)域備自投裝置包括一臺區(qū)域備自投邏輯判別裝置和兩臺或多臺采集執(zhí)行單元，供電系統(tǒng)中每個變電站安裝一臺采集執(zhí)行單元，選擇供電系統(tǒng)中任一變電站安裝一臺區(qū)域備自投邏輯判別裝置，所有采集執(zhí)行單元通過光纖通信網(wǎng)絡與區(qū)域備自投邏輯判別裝置連接并交互實時信息，采集執(zhí)行單元采集所在變電站的狀態(tài)信息并上送給區(qū)域備自投邏輯判別裝置，區(qū)域備自投邏輯判別裝置實現(xiàn)區(qū)域備自投策略的判別并將跳合閘結果下發(fā)到相應變電站的采集執(zhí)行單元實際執(zhí)行。
【文檔編號】H02J9/06GK204156594SQ201420562846
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】董凱達, 金震, 馮寶成, 王彥國, 張春合, 余群兵, 嚴偉, 沈全榮 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司