专利名称：一种三母线四分段的备自投自适应投退控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电カ母线上功率合理分配的电能控制技术领域，特别涉及ー种应用于IOkV交流电压等级的三母线四分段的备自投自适应投退控制方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，电カ用户对电能质量的要求日益提高，其中对于电カ供应的可靠性更是提到重要位置。现代电力系统的规模和输送容量也迅速增长，实际运行电网中常常受到各种外部干扰和系统本身设备性能影响，甚至出现系统局部故障，从而造成电カ供应的中断。备自投是保障电カ系统供电可靠性的重要设备，其能否正确、快速的投入动作是电カ系统安全运行的重要保证。我国大部分IIOkV变电站中IOkV母线的供电直接由 IlOkV线路决定，而IlOkV线路受外界环境影响大，当线路故障时继电保护设备将IlOkV故障线路切除，从而直接导致整段IOkV母线的失压。此时，如果通过IOkV备自投装置控制相关断路器动作，就能在快速恢复IOkV母线的供电。可见，IOkV备自投装置的正确投退是直接决定IOkv母线的可靠供电关键，对提高电カ系统的供电可靠性和保证电能质量具有重大意义。交流电网IOkV母线侧的备自投常常根据负荷情况，人工决定是否控制备自投的动作，导致变电站中备自投不能实时响应，降低了 IOkV母线的可靠性供电。由于变电站的供电负荷重，具有三主变压器的IlOkV变电站的IOkV母线广泛采用三母线四分段的接线方式，该方式突出优点有灵活分配负荷、容易隔离故障、高可靠性等，但实际运行方式不能根据电网的实时运行情况做出反应，难以保证考虑全面的可能情況，备用电源自投装置的动作，可能引起主变的过负荷运行，带来主变过电流保护动作的严重后果(冯玲.防止备自投装置动作过负荷方案的实践[J].华北电力技木，2006，(08))。所以，针对这种IOkV母线接线方式，提出了一种三母线四分段的备自投自适应投退方法，解决了这种多分段母线的备自投难于实现自动实时控制，对提高供电可靠性具有重要作用。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种三母线四分段的备自投自适应投退控制方法，考虑了运行负荷情况、主变压器的经济运行和不同故障模式等情况，优化实现三母线四分段的IOkV母线分段备自投的自适应投退方法。采用三母线四分段IOkV母线接线方式的IlOkV变电站中，一般配备有两套分段备自投设备(分别为第一备自投和第二备自投)，四个IOkV分段母线共有四个进线断路器，分别为第一断路器、第二断路器、第三断路器和第四断路器(其中第二断路器与第三断路器所联的进线相同)，另外有两个母联断路器第五断路器和第六断路器，备自投自适应投退控制方法包括如下步骤(I)正常运行情况下，第一断路器、第二断路器、第三断路器和第四断路器处于合闸状态，第五断路器和第六断路器处于分闸状态，母线电压和进线电流正常，备自投处于充完电热备用状态；(2)第一备自投检测第一断路器和第二断路器所在进线的电流的有效值，并在装置内进行求和；(3)第一备自投将步骤(2)中计算求得的电流和值与第一断路器所串联的变压器过负荷电流定值进行比较，若大于该定值则判别过负荷，闭锁备自投方式I ;第一备自投将步骤(2)中计算求得电流的和值与第二断路器所串联的变压器过负荷电流定值进行比较，若大于该定值则判别过负荷，闭锁备自投方式2 ;备自投方式I为备自投发出命令断开第二断路器，合上第五断路器，备自投方式2为备自投发出命令断开第一断路器，合上第五断路器(4)备自投方式I的启动条件为第二断路器所联母线无压无流，第一断路器所联母线有压，若备自投方式I不处于闭锁状态且满足其启动条件，则备自投将合上第五断路器，断开第二断路器；备自投方式2的启动条件为第一断路器所联母线无压无流，第二断路 器所联母线有压，若备自投方式2不处于闭锁状态且满足其启动条件，则备自投将合上第五断路器，断开第一断路器；(5)备自投方式2启动后，第一备自投检测第一、ニ、三断路器所在进线的电流有效值，并在装置内进行求和；(6)第一备自投将步骤(5)中计算求得的电流和值与第二断路器，第三断路器所在IlOkV线路过负荷电流定值进行比较，若小于该定值则闭锁第一备自投的过负荷均分功能，跳至步骤(7);若大于该定值则投入过负荷均分功能，断开第三断路器；第二备自投检测到第三断路器所连的母线失压，满足启动条件，合上第六断路器；(7)第一备自投在投入过负荷功能后，继续检测检测第一断路器和第二断路器所在进线的电流的有效值，并在装置内进行求和；(8)第一备自投将步骤(7)中计算求得的电流和值分别与第一断路器与第二断路器所串联的变压器过负荷电流定值进行比较，只要超出其中ー个定值则切除第五断路器所联母线所带负荷，具体切除是将第五断路器所联母线所带负荷均分为三部分，在一定时间内切除一部分负荷，总共进行三轮的负荷切除，每轮切除后重复步骤(7)，重新计算第一断路器和第二断路器所在进线的电流的有效值之和，并与第一断路器与第二断路器所串联的变压器过负荷电流定值进行比较，若低于定值则不再进行下ー轮切除，否则继续进行下一轮切除负荷。上述方法中，步骤(2) (5) (8)中选取各条线路同一相电流的有效值进行计算。步骤⑵考虑了两侧CT(电流互感器)变比，具体如下在保护定值中设定ー个CT变比系数K，这个K值是取小的CT变比与大的CT变比的比值，在备自投逻辑中，将小的CT变比采集到得电流乘以K，得到计算值。步骤(3) (4)在装置内同时将电流和与两个变压器过负荷定值进行比较，判断是否闭锁备自投的其中ー个方式。步骤(7)中利用第二备自投完成均分负荷功能。步骤(8)中对电流的检测是有时效性的，在检测时间内一旦发生负荷过重情况时，通过步骤(9)切除部分负荷，确保变压器不过载。本发明相对于现有技术的主要优点和有益效果是(I)在IOkV备自投投入前，利用两侧电流有效值求和的算法，计算备自投投入后的变压器负荷情况，解决了自投后变压器过负荷的问题；(2)提出了三母线四分段的接线方式中备自投的智能均分负荷功能，可根据进线的负荷的情况来智能地选择是否投入均分负荷功能，提高变压器的使用效率；(3)对于备自投投入后的负荷情况进行实时监测和计算，在变压器出现过负荷时自动地联切负荷，确保变压器的安全；(4)整套动作逻辑数据采集量少，装置实现方便，工程推广应用性好。
图I是本发明的备自投自适应方法所应用的主接线图。图2是本发明中防止变压器过负荷的备自投投退逻辑图。图3是本发明中备自投的动作逻辑图。图4是本发明中过负荷联切逻辑图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施做进ー步说明，但本发明的实施不限于此。本发明的自适应投退方法适用于如附图一所示的变电站主接线，其中备自投装置表示为FBZT (分段备自投)，断路器表示为DL。本发明的自适应投退可以实现的功能为1母暗备用备自投、II母暗备用备自投、过负荷闭锁备自投、均分负荷功能智能投退、备自投后过负荷联切。为达上述目的，本发明需要采集如下的电网运行数据，并输出开关量(均以FBZTA为例)I.输入模拟量见表I。表I
权利要求
1.一种三母线四分段的备自投自适应投退控制方法，采用三母线四分段IOkV母线接线方式的IlOkV变电站中，配备有两套分段备自投设备，四个IOkV分段母线共有四个进线断路器，分别为第一断路器、第二断路器、第三断路器和第四断路器，其中第二断路器与第三断路器所联的进线相同，另外还有两个母联断路器第五断路器和第六断路器，其特征在于该方法包括如下步骤 (1)正常运行情况下，第一断路器、第二断路器、第三断路器和第四断路器处于合闸状态，第五断路器和第六断路器处于分闸状态，母线电压和进线电流正常，备自投处于充完电热备用状态； (2)第一备自投检测第一断路器和第二断路器所在进线的电流的有效值，并在装置内进行求和； (3)第一备自投将步骤(2)中计算求得的电流和值与第一断路器所串联的变压器过负荷电流定值进行比较，若大于该定值则判别过负荷，闭锁备自投方式I ;第一备自投将步骤(2)中计算求得电流的和值与第二断路器所串联的变压器过负荷电流定值进行比较，若大于该定值则判别过负荷，闭锁备自投方式2 ;备自投方式I为备自投发出命令断开第二断路器，合上第五断路器，备自投方式2为备自投发出命令断开第一断路器，合上第五断路器 (4)备自投方式I的启动条件为第二断路器所联母线无压无流，第一断路器所联母线有压，若备自投方式I不处于闭锁状态且满足其启动条件，则备自投将合上第五断路器，断开第二断路器；备自投方式2的启动条件为第一断路器所联母线无压无流，第二断路器所联母线有压，若备自投方式2不处于闭锁状态且满足其启动条件，则备自投将合上第五断路器，断开第一断路器； (5)备自投方式2启动后，第一备自投检测第一、二、三断路器所在进线的电流有效值，并在装置内进行求和； (6)第一备自投将步骤(5)中计算求得的电流和值与第二断路器，第三断路器所在IIOkV线路过负荷电流定值进行比较，若小于该定值则闭锁第一备自投的过负荷均分功能，跳至步骤(7);若大于该定值则投入过负荷均分功能，断开第三断路器；第二备自投检测到第三断路器所连的母线失压，满足启动条件，合上第六断路器； (7)第一备自投在投入过负荷功能后，继续检测检测第一断路器和第二断路器所在进线的电流的有效值，并在装置内进行求和； (8)第一备自投将步骤(7)中计算求得的电流和值分别与第一断路器与第二断路器所串联的变压器过负荷电流定值进行比较，只要超出其中一个定值则切除第五断路器所联母线所带负荷，具体切除是将第五断路器所联母线所带负荷均分为三部分，在一定时间内切除一部分负荷，总共进行三轮的负荷切除，每轮切除后重复步骤(7)，重新计算第一断路器和第二断路器所在进线的电流的有效值之和，并与第一断路器与第二断路器所串联的变压器过负荷电流定值进行比较，若低于定值则不再进行下一轮切除，否则继续进行下一轮切除负荷。
2.根据权利要求I所述一种三母线四分段的备自投自适应投退控制方法，其特征在于步骤(2) (5) (7)中选取各条线路同一相电流的有效值进行计算。
3.根据权利要求I所述一种三母线四分段的备自投自适应投退控制方法，其特征在于步骤(2)考虑了两侧电流互感器CT变比，具体如下在保护定值中设定一个CT变比系数K，K值是取小的CT变比与大的CT变比的比值，在备自投逻辑中，将小的CT变比采集到得电流乘以K，得到计算值。
4.根据权利要求I所述一种三母线四分段的备自投自适应投退控制方法，其特征在于步骤(6)中利用第二备自投完成均分负荷功能，实现负荷在各母线的均匀分布。
5.根据权利要求I所述一种三母线四分段的备自投自适应投退控制方法，其特征在于步骤(7)中对电流的检测是有时效性的，在检测时间内一旦发生负荷过重情况时，通过步骤(8)切除部分负荷，确保变压器不过载。
全文摘要
本发明公开一种三母线四分段的备自投自适应投退控制方法，本发明在10kV备自投投入前，利用两侧电流有效值求和的算法，计算备自投投入后的变压器负荷情况，解决了自投后变压器过负荷的问题；同时提出了三母线四分段的接线方式中备自投的智能均分负荷功能，可根据进线的负荷的情况来智能地选择是否投入均分负荷功能，提高变压器的使用效率；对于备自投投入后的负荷情况进行实时监测和计算，在变压器出现过负荷时自动地联切负荷，确保变压器的安全；本发明整套动作逻辑数据采集量少，装置实现方便，工程推广应用性好。
文档编号H02J9/06GK102710008SQ20121006024
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月8日 优先权日2012年3月8日
发明者刘文泽, 竹之涵, 苏忠阳, 蔡泽祥 申请人:华南理工大学, 广州思唯奇计算机科技有限公司