多电源备用电源自动投入方法与流程

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种多电源备用电源自动投入方法。

背景技术：

近年来，在电网中，特别是向用电量较大的工业园区供电的电网中，广泛地采用多路电源供电。常用的供电线路结构为两路常用电源支路和两路备用电源支路的结构，该供电线路结构中，两路常用电源支路的输入端往往是采用同塔双回线架设方式连接到同一上级母线，再通过同一下级母线向负荷支路供电，而两路备用电源支路的输入端往往连接到与两条供电母线就近上级母线，往往并不是同一条上级母线，以方便输电线的布设。两路常用电源支路线路同时故障以及检修时同时停用双回线路的几率较大，所以向负荷支路输出端连接的用电设备的供电可靠性差，无法为工业园区或工业企业连续供电。此外，由于两路备用电源支路的输入端连接到不同的上级母线，不同的上级母线的相关参数并不完全一样，故在两路备用电源支路的输出端同时分别接入两条供电母线的情况下，两条供电母线并不能连接，以免发生故障，这就会导致备用电源投入供电回路容易发生故障，致使整个多路电源供电回路的稳定性降低，甚至存在较大的安全隐患。

因此，提出一种针对上述供电线路结构的备用电源自动投入方法。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种多电源备用电源自动投入方法，能够为多电源的高压设备供电回路提供稳定可靠的备用电源自动投入方法，满足工业园区或工业企业的连续供电要求。

本发明提供一种多电源备用电源自动投入方法，应用于多电源的高压设备供电回路，所述多电源的高压设备供电回路包括第一供电母线、第二供电母线、第一常用电源支路、第二常用电源支路、第一备用电源支路、第二备用电源支路和负荷支路；所述第一供电母线通过分段开关与第二供电母线连接；所述第一供电母线经第一开关连接第一常用电源支路的输出端；所述第一供电母线经第二开关连接第一备用电源支路的输出端；所述第一供电母线与负荷支路的输入端连接，负荷支路的输出端与用电设备连接；所述第二供电母线经第三开关连接第二常用电源支路的输出端；所述第二供电母线经第四开关连接第二备用电源支路的输出端；其中，第一常用电源支路的输入端和第二常用电源支路的输入端连接到同一上级母线；第一备用电源支路的输入端和第二备用电源支路的输入端连接到不同的上级母线，且第一备用电源支路的输入端和第二备用电源支路的输入端连接到的上级母线与第一常用电源支路的输入端连接的上级母线不同；所述方法，包括：

初始化第一备用电源支路和第二备用电源支路的备用投入优先级；

检测第一供电母线的电压、第二供电母线的电压、第一备用电源支路的电压、第二备用电源支路的电压、第一备用电源支路的电流、第二备用电源支路的电流、第一常用电源支路的电流和第二常用电源的电流；

当分段开关闭合，第一开关或者第三开关闭合，第二开关和第四开关断开时，判断第一供电母线和第二供电母线是否失压，若是，则继续判断第一常用电源支路或第二常用电源支路是否失压，若第一常用电源支路或第二常用电源支路失压，则跳开第一开关和第三开关，根据初始化的备用投入优先级合上优先级更高的备用电源支路与母线连接的开关；

当分段开关闭合，第一开关和第三开关断开，第四开关闭合，第二开关断开时，判断第一供电母线和第二供电母线是否失压；若是，则继续判断第二备用电源支路是否失压，若是，则跳开第四开关，合上第二开关；

当分段开关闭合，第一开关和第三开关断开，第二开关闭合，第四开关断开时，判断第一供电母线和第二供电母线是否失压；若是，则判断第一备用电源支路是否失压，若是，则跳开第二开关，合上第四开关。

进一步，当跳开第四开关，合上第二开关，继续检测第二备用电源支路的三相电流，作为备自投充放电及动作的逻辑判据。

当跳开第二开关，合上第四开关，继续检测第一备用电源支路的三相电流，作为备自投充放电及动作的逻辑判据。

进一步，所述判断第一供电母线和第二供电母线是否失压，具体包括：

实时检测第一供电母线的电压和第二供电母线的电压，分别判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压是否小于母线失压阈值，若是，则判定第一供电母线和第二供电母线失压，若否，则判定第一供电母线和第二供电母线是未失压。

进一步，所述判断第一备用电源支路是否失压，具体包括：实时检测第一备用电源支路的电压，判断第一备用电源支路的电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第一备用电源失压，若否，则第一备用电源未失压；

所述判断第二备用电源支路是否失压，具体包括：实时检测第二备用电源支路的电压，判断第二备用电源支路的电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第二备用电源失压，若否，则第二备用电源未失压。

进一步，实时检测第一供电母线的电压和第二供电母线的电压，分别判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压是否小于母线失压阈值，若是，则判定第一供电母线和第二供电母线是否失压，若否，则判定第一供电母线和第二供电母线是未失压，具体包括：实时检测第一供电母线的电压和第二供电母线的三相电压，分别判断第一供电母线的电压和第二供电母线的三相电压是否小于母线失压阈值，若该母线至少有一相电压是否小于母线失压阈值，则判定第一供电母线和第二供电母线失压，若该母线的三相电压均不小于母线失压阈值，则判定第一供电母线和第二供电母线未失压。

进一步，所述实时检测第一备用电源支路的电压，判断第一备用电源支路的电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第一备用电源失压，若否，则第一备用电源未失压，具体包括：实时检测第一备用电源支路的一相电压，判断第一备用电源支路的一相电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第一备用电源失压，若否，则第一备用电源未失压；

实时检测第二备用电源支路的电压，判断第二备用电源支路的电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第二备用电源失压，若否，则第二备用电源未失压，具体包括：实时检测第二备用电源支路的一相电压，判断第二备用电源支路的一相电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第二备用电源失压，若否，则第二备用电源未失压。

本发明的有益效果：本发明在两条母线失压后，先找到引起母线失压的电源支路，然后再切换到相应的备用电源支路，在切换备用电源支路之前需先检测备用电源支路的失压情况，以免将故障或失压的备用电源投入到供电母线中，延误向工业园区或工业企业的供电，能够为多电源的高压设备供电回路提供稳定可靠的备用电源自动投入方法，满足工业园区或工业企业的连续供电要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明应用的多电源的高压设备供电回路示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种多电源备用电源自动投入方法，应用于多电源的高压设备供电回路，所述多电源的高压设备供电回路包括第一供电母线、第二供电母线、第一常用电源支路、第二常用电源支路、第一备用电源支路、第二备用电源支路和负荷支路；所述第一供电母线通过分段开关与第二供电母线连接；所述第一供电母线经第一开关连接第一常用电源支路的输出端；所述第一供电母线经第二开关连接第一备用电源支路的输出端；所述第一供电母线与负荷支路的输入端连接，负荷支路的输出端与用电设备连接；所述第二供电母线经第三开关连接第二常用电源支路的输出端；所述第二供电母线经第四开关连接第二备用电源支路的输出端；其中，第一常用电源支路的输入端和第二常用电源支路的输入端连接到同一上级母线；第一备用电源支路的输入端和第二备用电源支路的输入端连接到不同的上级母线，且第一备用电源支路的输入端和第二备用电源支路的输入端连接到的上级母线与第一常用电源支路的输入端连接的上级母线不同；图1中，1表示第一常用电源支路，2表示第一备用电源支路，3表示第二常用电源支路，4表示第二备用电源支路，5表示负荷支路，6表示第一供电母线，7表示第二供电母线。本实施例中，多电源的高压设备供电回路为110kv的多电源的高压设备供电回路。所述方法，包括：

初始化第一备用电源支路和第二备用电源支路的备用投入优先级；本实施例中，由于负荷支路与第一供电母线连接，第一备用电源支路与第一供电母线连接，第一供电母线通过分段开关与第二供电母线连接，第二备用电源支路与第二供电母线连接，与负荷支路同样连接到第一供电母线的第一备用电源支路的供电稳定性较第二备用电源支路的供电稳定性更高，故默认第一备用电源支路的优先级设置为高于第二备用电源支路的优先级，即初始化第一备用电源支路的优先级高于第二备用电源支路的优先级。但是在实际操作中，为了灵活操作，将备自投装置中表征“优先合第二开关”压板投入，即可初始化第二备用电源支路的优先级高于第一备用电源支路的优先级。所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均和分段开关可以是高压断路器，由小电源控制回路控制其开断。所述小电源控制回路通过如下方法，控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均和分段开关的开断。

检测第一供电母线的电压、第二供电母线的电压、第一备用电源支路的电压、第二备用电源支路的电压、第一备用电源支路的电流、第二备用电源支路的电流、第一常用电源支路的电流和第二常用电源的电流；

当分段开关闭合，第一开关或者第三开关闭合，第四开关闭合、第二开关断开时，其中，第一开关或者第三开关闭合，有三种形式：(1)第一开关闭合，第三开关断开，由第一常用电源支路为用电设备供电；(2)第一开关断开，第三开关闭合，由第而常用电源支路为用电设备供电；(3)第一开关闭合，第三开关闭合，由第一常用电源支路和第二常用电源支路同时为用电设备供电；判断第一供电母线和第二供电母线是否失压，若是，若第一供电母线和第二供电母线失压，则判断第一常用电源支路或第二常用电源支路是否失压，具体地，当第一常用电源支路为用电设备供电时，判断第一常用电源是否失压；当第二常用电源支路为用电设备供电时，判断第二常用电源支路是否失压；当第一常用电源支路和第二常用电源支路同时为用电设备供电，判断第一常用电源支路和第二常用电源支路是否失压(因为分段开关闭合，第一供电母线和第二供电母线相连，故判断第一常用电源支路和第二常用电源支路中任一支路失压，则另一条常用电源支路也失压)。若第一常用电源支路或第二常用电源支路失压，包括三种情况：(1)当第一常用电源支路为用电设备供电时，若判定第一常用电源支路失压；(2)当第二常用电源支路为用电设备供电时，若判定第二常用电源支路失压；(3)当第一常用电源支路和第二常用电源支路同时为用电设备供电时，若判定第一常用电源支路和第二常用电源支路任一常用电源支路失压；则跳开第一开关和第三开关，根据初始化的备用投入优先级合上优先级更高的备用电源支路与母线连接的开关；根据初始化的备用投入优先级选取第一备用电源支路和第二备用电源支路中的其中一个支路作为多电源的高压设备供电回路的备用电源支路(优先级高的作为备用电源)。进一步，在按照根据初始化的备用投入优先级选取出备用电源支路后，应先检测选取出的备用电源支路是否失压，若失压，则将余下的备用电源支路作为高压设备供电回路的备用电源支路。例如：第二备用电源支路的优先级高于第一备用电源支路的优先级，则在投入高压设备供电回路的备用电源支路之前，先检测第二备用电源支路的电压，若未失压，则将第二备用电源支路作为高压设备供电回路的备用电源支路投入供电回路，即将第四开关闭合，若失压，则将第一备用电源支路作为高压设备供电回路的备用电源支路投入供电回路，即将第二开关闭合。由于第一备用电源支路的输入端和第二电源支路的输入端连接到不同的上级母线，一般来说，是根据就近原则连接到不同的上级母线，在实际操作中，不同的上级母线设置的各项参数始终会存在差别，故在分段开关闭合的情况下，第一备用电源支路和第二备用电源支路不同同时分别连接到第一供电母线和第二供电母线中，即第二开关和第四开关不能同时闭合。在操作第二开关和第四开关的开断时，需连切到第二开关和第四开关对应的小电源控制回路。此外，多电源备用电源自动投入方法还可具备tv断线闭锁功能，母线tv一相、两相或三相断线时，bzt均不误动或拒动；具备进线过流后加速功能，当备自投动作后合于故障时，装置会根据第一备用电源支路或第二备用电源支路的电流加速跳开对应开关，以切开故障，保护设备及系统运行，该保护只在bzt动作后的若干时间内(可整定)起作用；备自投动作后，考虑联切小电源及重合闸放电；还要能够提供详细的开关量、开关量变位及保护动作的录波信息，利于事故分析等。

当分段开关闭合，第一开关和第三开关断开，第四开关闭合，第二开关断开时，此时由第二备用电源支路供电，第一备用电源支路作为多电源的高压设备供电回路的备用电源；判断第一供电母线和第二供电母线是否失压；若是，则判断第二备用电源支路是否失压，若是，则判定是由第二备用电源支路失压造成的第一供电母线和第二供电母线失压，跳开第四开关，即断开第二备用电源支路，合上第二开关，将第一备用电源支路投入供电回路中；

当分段开关闭合，第一开关和第三开关断开，第二开关闭合，第四开关断开时，此时由第一备用电源支路供电，第二备用电源支路作为多电源的高压设备供电回路的备用电源；判断第一供电母线和第二供电母线是否失压；若是，则判断第一备用电源支路是否失压，若是，则判定是由第一备用电源支路失压造成的第一供电母线和第二供电母线失压，跳开第二开关，即断开第二备用电源支路，合上第四开关，将第二备用电源支路投入供电回路中。通过上述方法，在两条母线失压后，先找到引起母线失压的电源支路，然后再切换到相应的备用电源支路，在切换备用电源支路之前需先检测备用电源支路的失压情况，以免将故障或失压的备用电源投入到供电母线中，延误向工业园区或工业企业的供电，能够为多电源的高压设备供电回路提供稳定可靠的备用电源自动投入方法，满足工业园区或工业企业的连续供电要求。

进一步，当跳开第四开关，合上第二开关，继续检测第二备用电源支路的三相电流，作为备自投充放电及动作的逻辑判据。

当跳开第二开关，合上第四开关，继续检测第一备用电源支路的三相电流，作为备自投充放电及动作的逻辑判据。在投入备自投电源支路之前首先判断该备自投电源支路是否在运行中，即通过判断该备自投电源支路是否失压进行判定。当备用电源支路投入多电源的高压设备供电回路后，备用电源支路的三相电流用作合于故障加速其余各开量，主要用作备自投装置充放电及动作的逻辑的判据，具体用途见以下各逻辑：

一、第一备用电源支路、第二备用电源支路备第一常用电源支路、第二常用电源支路逻辑充放电条件

1.1充电条件

(1)备自投投入工作；(2)第一供电母线、第二供电母线均符合有压条件；(3)分段开关合位且处于合后位置；(4)第一常用电源支路、第二常用电源支路只有一条线路在运行(合位且合后)，另一条在检修或跳开状态；(5)第一备用电源支路、第二备用电源支路至少有一个开关在跳位，判备用线有压定值投入时，对应线有压；无闭锁备自投输入；(6)无放电条件。

1.2充电条件

(1)备自投退出工作；(2)第一常用电源支路、第二常用电源支路后均消失，或分段合后消失；(3)第一常用电源支路、第二常用电源支路均处于运行状态(4)第一备用电源支路、第二备用电源支路的开关均合上；(5)判备用线有压定值投入时，备用线长时间不满足有压条件；(6)有闭锁备自投输入；(7)运行线路拒跳，或备用线路拒合。

二、第一备用电源支路、第二备用电源支路备第一常用电源支路、第二常用电源支路动作逻辑

备自投充电完成后

第一供电母线、第二供电母线满足无压条件后，第一备用电源支路或第二备用电源支路在跳位且线路有压(如检备用线路有压条件不投，则不检有压)，第一备用电源支路、第二备用电源支路均无流，经延时跳第一备用电源支路、第二备用电源支路(如第一备用电源支路、第二备用电源支路有检修压板开入则不跳相关线路)；

确认第一备用电源支路、第二备用电源支路跳开(如第一备用电源支路、第二备用电源支路有检修压板开入则不判相关线路跳开)后，经延时合备用线路；

合备用线路逻辑：

如第一备用电源支路在跳位且有压，第二备用电源支路不满足在跳位且有压，则合第一备用电源支路开关(第二开关)；

如第二备用电源支路在跳位且有压，第一备用电源支路不满足在跳位且有压，则合第二备用电源支路开关(第四开关)；

如第一备用电源支路、第二备用电源支路开关均在跳位且有压，则仅合第一备用电源支路开关(第二开关)；如优先合第二备用电源支路压板有开入，则仅合第二备用电源支路开关(第四开关)；

三、第一备用电源支路、第二备用电源支路的动作逻辑

备自投充电完成后：

第一供电母线、第二供电母线满足无压条件后，第一备用电源支路有压(如检备用线路有压条件不投，则不检有压)，第二备用电源支路无流，经延时跳第二备用电源支路；

确认第二备用电源支路跳开后，经延时合第一备用电源支路(第二开关)。

进一步，所述判断第一供电母线和第二供电母线是否失压，具体包括：

实时检测第一供电母线的电压和第二供电母线的电压，分别判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压是否小于母线失压阈值，若是，则判定第一供电母线和第二供电母线失压，若否，则判定第一供电母线和第二供电母线是未失压。需要说明的是母线失压阈值根据实际情况设定，这里不进行限定，例如母线失压阈值可以是母线额定电压的98％。以110kv等级的第一供电母线和第二供电母线为例，当检测到的第一供电母线的电压和第二供电母线的电压小于额定的110kv的98％，即可判断第一供电母线和第二供电母线失压，无法正常供电。

进一步，所述判断第一备用电源支路是否失压，具体包括：实时检测第一备用电源支路的电压，判断第一备用电源支路的电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第一备用电源失压，若否，则第一备用电源未失压；

所述判断第二备用电源支路是否失压，具体包括：实时检测第二备用电源支路的电压，判断第二备用电源支路的电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第二备用电源失压，若否，则第二备用电源未失压。判断备用电源支路是否失压即可判断该备用电源支路是否正常运行，只有正常运行的备用电源支路可投入常用电源，通过先行判断备用电源支路是否正常运行，避免了未运行的备用电源支路切入多电源的高压设备供电回路造成供电中断，保证了多电源的高压设备供电回路供电的连续性。

进一步，实时检测第一供电母线的电压和第二供电母线的电压，分别判断第一供电母线的电压和第二供电母线的电压是否小于母线失压阈值，若是，则判定第一供电母线和第二供电母线是否失压，若否，则判定第一供电母线和第二供电母线是未失压，具体包括：实时检测第一供电母线的电压和第二供电母线的三相电压，分别判断第一供电母线的电压和第二供电母线的三相电压是否小于母线失压阈值，若该母线至少有一相电压是否小于母线失压阈值，则判定第一供电母线和第二供电母线失压，若该母线的三相电压均不小于母线失压阈值，则判定第一供电母线和第二供电母线未失压。判断母线失压需判断母线的三相电压是否失压，而不是单一判断母线一相电压失压，这样保证了能够精确判断母线失压，也利于发现母线的故障，以展开相应的应对措施。

进一步，所述实时检测第一备用电源支路的电压，判断第一备用电源支路的电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第一备用电源失压，若否，则第一备用电源未失压，具体包括：实时检测第一备用电源支路的一相电压，判断第一备用电源支路的一相电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第一备用电源失压，若否，则第一备用电源未失压；

实时检测第二备用电源支路的电压，判断第二备用电源支路的电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第二备用电源失压，若否，则第二备用电源未失压，具体包括：实时检测第二备用电源支路的一相电压，判断第二备用电源支路的一相电压是否小于供电失压阈值，若是，则判定第二备用电源失压，若否，则第二备用电源未失压。判断备用电源支路失压，只用判断备用电源支路的一相电压失压，这样在保证判断备用电源支路是否有呀的准确度，能够及时进行备自投操作，保证多电源的高压设备供电回路的持续供电。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。