3 备自投充电要求
    对于模式自适应的微机型备自投,一个技术重点是如何保证备自投只动作一次。

    在传统接线中,我们可以使用硬接点断开回路并人工复归的方法来保证备自投只动作一次的要求。在微机型备自投中,为了满足这个要求,我们引用了“充电”的概念,使用类似线路重合闸的充电问题来解决。

    当目前系统各项条件满足备自投允许投入时,令备自投充电状态为1。只有充好电,在系统故障时备用电源才能投入时,而在备用电源投入之后,备自投自动放电,直到故障消除,满足下一次自投条件才会继续充电。这样就达到了备自投只能动作一次的目的。

    对于本文所讨论的备自投情况,以运行方式2为例,其充电条件可以为:
    1. 低压两段母线UI、UII三相均有压,备用电源UX2有压;
    2. 开关1DL、3DL为合位,2DL为分位。

    放电条件为:
    1. 手跳1DL;
    2. 开入量“备自投放电”为1;
    3. 任一低压母线失压,或进线备用电源UX2无压;

    其中,放电条件1和2均为瞬时放电,条件3可延迟一段时间放电。1是为了避免由操作人员手动跳开关时,备自投误动的情况,而2是在某些保护(比如母差保护)动作后,需闭锁备自投时所用。条件3放电的延迟时间必须大于备自投开放时间,以免出现备自投未动作完就放电的情况。

    根据上述思路,我们可以作出如下的原理框图。


图3 备自投装置的逻辑框图2
Fig 3 Logic diagram 2 of spare power automatic switch


4 其它
    在以上讨论的两点问题逐一解决之后,其它的枝节问题就迎刃而解。因为传统备自投装置过于繁杂,极不利于运行,微机保护与电磁式保护相比,最大的优点就是无需增加硬件,或增加很少的硬件,就可以在原有的基础上增加功能。针对这一点,我们可以利用微机装置的智能化,设计一些更加实用的功能。

4.1 PT断线检测功能
    对于备自投来说,一定要具有检出三相PT断线的功能,否则备自投就会误动。此外,备自投还应对单相PT断线作以检测,以提醒值班人员。

    各种保护都有自己的检PT断线的算法,对于备自投来说,由于其采集量较全面,不但可以对单个电压进行检测,还可以综合开关量与模拟量信息,进行比较判别。在此提出开关量判据:
    1. 1#进线线路侧电压UX1有压;
    2. 1DL断路器为闭合状态;
    3. 但I母电压UI三相无压。

    以上条件均满足,经一定延时后,可判为三相PT断线,以此类推。在这里,充分利用了信息的综合使用以微机芯片的智能化。由于电流量及开关量判据的引入,使备自投检测电压PT断线的判据更加可靠。

4.2 开关位置的检测
    在前文中已提及开关量的重要性,在这里,我们还可以对开关位置辅助接点进行检测。以1DL为例,满足以下条件:
    1. 1DL断路器为打开状态;
    2. 1DL上流经的电流IX1有流。

    以上条件满足,经一定延时后,可以认为1DL的开关位置异常。

4.3 增加过负荷联切功能和保护功能
    利用进线线路的单相电流,可以在备自投投入之后,对电流进行实时检测,出口过负荷联切。

    此外,还可以输入分段开关上的三相电流,对电流进行过流检测,完成对分段开关的简单保护功能,在软件中作以处理后,分段开关保护还可以作为母线充电保护,仅在母线充电时短时开放保护。

4.4 增加开入量控制
    作为真正能够适用于电力系统中的产品来说,微机型备自投装置还要增加一些附加功能,以方便用户使用。与常规装置相比,这些功能的增加可以完全做到软件中,既可以在软件控制字中,也可以在开入量中加以处理。不需要用户联接复杂的二次回路,就可以更加方便灵活地控制备自投的动作方式。

    举例说来,可以增加“开放备自投”、“备自投放电”、“加速备自投”等开入量端子。

    “开放备自投”:用于要求在指定保护动作时才允许备自投动作的场合,而其它未指定状况下,备自投不允许动作。例如在两台变压器容量暗备用时,如果仅要求一台主变主保护动作才允许合上低压分段开关,以防合在故障出线或故障母线上,则可以将主变主保护的输出接点引到该开入量上。

    “备自投放电”:此开入量在前文备自投充电时已提到。一般用于某些保护动作时不允许备自投动作的情况。比如说主变后备保护中的复合电压闭锁过流动作时,往往是母线故障,在许多场合,不允许备自投动作,此时应发闭锁信号到"备自投放电"开入量,以免造成备自投误动。

    “加速备自投”:在某些保护动作情况下,备自投无需经过常规延时等待(如躲重合闸动作)。此时,为了尽快恢复供电,可提供保护联动接点到此开入量上,使备自投动作时间加快。

5 结论
    本文详细地分析了模式自适应方式的微机型备用电源自投装置的原理。对于微机装置来说,有了硬件基础,再增加软件功能是比较简单的。本文由于篇幅限制,只选取了电力系统中,较常见的进线分段备自投逻辑来分析。在此基础上,遵循本文中所提到的总则,则可以开发出各种更加灵活多变的备自投装置,以适用于两圈变压器备自投、三圈变压器备自投、主变双开关接线备自投等等。

    本文所提出的原理现已被应用于实际装置上,并在全国电网中得到了广泛的应用。在数十个变电站的运行事实证明,这种原理是可行的而又比较现实的。当前的电网越来越注重其经济性和供电的不间断性,我们可以肯定,在这种趋势下,模式自适应的微机备用电源自投装置的原理具有较大的现实意义。


作者简介:王曼(1976-),女,工程硕士,研究方向为电力系统微机继电保护;郁惟镛(1940-),教授,博士生导师,从事电力系统继电保护及综合自动化研究。

参考文献:
    1.王西平,一种设置灵活可靠的微机备自投装置,电力自动化设备,2000,1
WANG Xi-ping ,A Flexible and Reliable Microprocessor-Based Alternate Power Auto-Cast Device,ELECTRIC POWER AUTOMATION EQUIPMENT,2000,1

    2.王润琴,赵树运,关于110Kv电网“一线两站”备用电源自投回路的改进,电网技术,2000,9
WANG Run-qin,ZHAO Shu-yun, Improvement of automatic closing circurt of one emergency source for two substations in 110Kv power network ,POWER SYSTEM TECHNOLOGY,2000,9


Mode Adaptive Microprocessor-based
Spare Power Source Automatic Switch Device
Wang Man,Shanghai Sunrise Power Automation Tech Co.,Ltd
Yu Weiyong,Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China

Abstract: Traditional spare power source automatic switch devices adopt logic circuit of relay, which is complex and unflexible. When the substation running mode has been changed, the device is possible to run incorrectly. To improve the situation, this paper shows a new principle of mode-adaptive microprocessor-based spare power source automatic switch device. Analysing with the main connection of substation, the new device can realize the running mode automatically by intelligence of the software. And the new device has lower cost and higher reliable than the traditional one. This way is proved to be practicable by testing and running. The results show that this way has good performance and can be used in practice.

Keywords: microprocessor based; mode adaptive ;spare power automatic switch

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