專利名稱：220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)及其自動化技術領域，特別涉及一種220kV變電站的220kV 側線路及母線備自投方法。
背景技術：
隨著南方電網西電東送容量的不斷提升，電網內電源和電網建設的高速發(fā)展，電 網的短路電流問題日益嚴峻，在負荷中心地區(qū)220kV及以上變電站的短路電流大幅超標， 而且還存在較為嚴重的電網結構性限電問題。為了有效降低短路電流，優(yōu)化潮流分布，不得 不在越來越多的區(qū)域采取解環(huán)分區(qū)的供電方式，雖然通過變電站母線分列運行、聯(lián)絡線熱 備用等方式實現(xiàn)分區(qū)供電可以有效地降低相關站點的短路電流問題，但卻降低了站點的供 電可靠性，給電網運行帶來了不同程度的風險。為了解決上述問題，電網已在主網配置備自 投裝置，以提高分區(qū)站點的供電可靠性。近幾年來，220kV以上的主網裝設了大量的備自投 裝置，這些備自投裝置發(fā)揮著重要的保供電作用。但是，由于建設時期不同、廠家編程工具不一、以及站點需求的邏輯功能各異等， 備自投裝置有著較大的設計差異，都是針對具體變電站建設，既難以推廣，對系統(tǒng)運行方式 的適應性也非常有限，對于不同的運行方式需要分別設計相對應的不同的備自投裝置，給 備自投裝置的驗收及運行管理工作帶來了較大的難度和工作量，亟待加強完善其設計標 準。

發(fā)明內容
針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種220kV變電站的 220kV側線路及母線標準化備自投方法，其可以適用于220kV變電站220kV側常規(guī)的主接線 形式，并對于實際運行中各種可能的運行方式均能發(fā)揮作用，適應性強，可有效提高電網供 電的可靠性。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案一種220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法，包括步驟根據一次接線情況及裝置整定值判斷裝置是否滿足線路自投充電條件或母聯(lián)自 投充電條件；若滿足線路自投充電條件，充電后，判斷是否滿足備自投裝置的線路自投啟動條 件，若滿足，啟動備自投裝置，跳開主供線路開關，并在預設線路自投開關跳閘等待延時內 檢測主供線路開關是否處于分位，若是，自備投優(yōu)先級從高到低的順序，在智能選切線路前 提下依次閉合滿足備自投條件的備投線路開關，直至備自投成功或者對所有備投優(yōu)先級都 判定完成后備自投失??；若滿足母聯(lián)自投充電條件，充電后，判斷是否滿足備自投裝置的母聯(lián)自投啟動條 件，若滿足，啟動備自投裝置，跳開無流且低壓的主供線路開關，并在預設母聯(lián)自投開關跳 閘等待延時內檢測所述無流且低壓的主供線路開關是否處于分位，若是，則在智能選切線路后合母聯(lián)開關。根據本發(fā)明的方案，其是在滿足不同類型的備自投充電條件下，執(zhí)行不同的備自 投方式，適應性強，可配置于常規(guī)的220kV變電站點中，可適用于各種靈活的運行方式，解 決了以往備自投裝置受制于站點及運行方式的缺陷，對于實際運行中的各種可能的運行方 式均能發(fā)揮作用，大大提高了電網供電的可靠性。


圖1是220kV變電站220kV側的電氣簡化接線示意圖(雙母線帶旁路)；圖2是本發(fā)明的220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法的流程示意圖；圖3是本發(fā)明的220kV變電站的220kV側線路備自投方法的流程示意圖；圖4是本發(fā)明的220kV變電站的220kV側母聯(lián)備自投方法的流程示意圖；圖5是本發(fā)明方案實施示例中線路備自投方式下的邏輯時序示意圖。
具體實施例方式對于采取分區(qū)措施的220kV變電站，其220kV側主接線形式各不相同，常規(guī)的有雙 母線帶旁路(其簡化接線示意圖如圖1所示)、雙母線以及雙母線單分段等各種形式，在各 種主接線形式下，其220kV母線的主供電源一般均是該站的220kV線路。據此，本發(fā)明旨在設計提供一種220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法， 其可以適用于220kV變電站的220kV側常規(guī)的主接線形式，并且可以作為一種標準化的備 自投方法，對于實際運行中各種可能的運行方式均能發(fā)揮作用，即，對于220kV母線分列運 行或采取220kV線路熱備用實現(xiàn)分區(qū)措施的站點，當某方式下的全部工作電源跳閘時，根 據本發(fā)明方案，都能夠盡快將220kV母聯(lián)開關或熱備用線路合上，提高電網供電的可靠性。圖2是本發(fā)明的220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法的流程示意圖， 如圖2所示，本發(fā)明提供的該220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法具體包括步 驟步驟SlOl 根據一次接線情況及裝置整定值判斷裝置是否滿足線路備自投或母 聯(lián)備自投的充電條件，若滿足線路備自投充電條件，進入步驟S102，若滿足母聯(lián)備自投充電 條件，進入步驟S103 ；步驟S102 按照線路自投方式充電后，判斷是否滿足備自投裝置的線路備自投啟 動條件，若滿足，進入步驟S104 ；步驟S104 啟動備自投裝置，跳開主供線路開關，并在預設線路備自投開關跳閘 等待延時內檢測主供線路開關是否分位，若是，進入步驟S105 ；步驟S105 :自優(yōu)先級從高到低的順序，在智能選切線路后依次閉合滿足備自投條 件的備投線路開關，直至備自投成功或者對所有優(yōu)先級都判定完成后備自投失敗；步驟S103 按照母聯(lián)自投方式充電后，判斷是否滿足備自投裝置的母聯(lián)備自投啟 動條件，若滿足，進入步驟S106 ；步驟S106 啟動備自投裝置，跳開無流且低壓的主供線路開關，并在預設母聯(lián)備 自投開關跳閘等待延時內檢測上述無流且低壓的主供線路開關是否分位，若是，進入步驟 S107 ；
步驟S107 在完成智能選切線路步驟后合母聯(lián)開關。根據本發(fā)明的方案，其是在滿足不同類型的備自投充電條件下，執(zhí)行不同的備自 投方式，適應性強，可配置于常規(guī)的220kV變電站點中，該方法可應用于常規(guī)不多于6回 220kV線路的220kV變電站，可適用于各種靈活的運行方式，解決了以往備自投裝置受制于 站點及運行方式的缺陷，對于實際運行中的各種可能的運行方式均能發(fā)揮作用，適應性強， 提高了電網供電的可靠性。如上所述，本發(fā)明旨在設計提供一種220kV變電站的220kV側線路及母線備自投 方法，其可以適用于220kV變電站的220kV側常規(guī)的主接線形式，并且可以作為一種標準化 的備自投方法，對于實際運行中各種可能的運行方式均能發(fā)揮其作用，因此，其需要考慮到 各個因素，具體可從外部基本條件以及內部的邏輯等方面來考慮。從外部基本條件上來說，本發(fā)明方案應當可以檢測得知外部基本參數的變化或者 相應參數，從而使備自投裝置可以根據檢測到的這些變化狀況或者參數來做相應的動作或 者調整，這些外部基本參數包括輸入模擬量6回220kV線路及旁路的三相電流回路，6回220kV線路及旁路的切 換后三相電壓回路，6回220kV線路的線路單相電壓回路，兩段220kV母線的三相電壓，8回 負荷線路的單相電壓及單相電流回路，即，這些三相電流、三相電壓、單相電壓等回路均與 備自投裝置的輸入模擬量的接口相連接，以使得可以將相應的電流值、電壓值輸入給備自 投裝置；輸入開關量6回220kV線路及旁路開關的位置信號、母聯(lián)開關的位置信號，即，在 備自投裝置中設有相應的開關量接口，只要有開關位置變位發(fā)生，這些位置信號就會通過 開關量接口輸入給備自投裝置，使得備自投裝置可以及時檢測到這些位置信號；閉鎖信號開入母差和失靈動作信號、線路/旁路手跳信號、外部閉鎖信號，即， 在備自投裝置中設有相應的閉鎖信號接口，只要這些閉鎖信號一產生，這些閉鎖信號就會 通過相應的閉鎖信號接口輸入給備自投裝置，使得備自投裝置可以及時檢測到這些閉鎖信 號；出口控制回路跳220kV線路及旁路開關、合220kV線路開關、合母聯(lián)開關、切負 荷線路(或小電源線路，通過定值設定)開關，即在備自投裝置中設置有相應的輸出控制接 口，可以通過該輸出控制接口對220kV線路及旁路開關、母聯(lián)開關及負荷線路開關的閉合 與斷開進行控制；功能壓板配置220kV線路檢修壓板、母聯(lián)開關檢修壓板、旁代壓板、負荷線路允 切壓板、備自投功能壓板等，其中，檢修、旁代壓板是用來置元件狀態(tài)的當220kV線路檢修 壓板投入時，認為該220kV線路處于檢修狀態(tài)，不參與備自投邏輯，而電氣量則可以照常顯 示；當母聯(lián)開關檢修壓板投入時，認為該開關處于檢修狀態(tài)，不可控，不參與備自投邏輯，且 允許此時有其中一段母線無壓，即處于檢修狀態(tài)；當某220kV線路的旁代壓板投入時，該 220kV線路的邏輯功能由旁路實現(xiàn)；負荷線路允切壓板投入時，說明該負荷線路允許被切 除，否則該線路不可切；備自投功能壓板是備自投裝置的邏輯功能及總出口壓板，備自投功 能壓板退出后，閉鎖備自投裝置的跳合間出口及控制邏輯功能，備自投裝置異常、輸入量的 顯示等功能可以保持正常；備自投功能壓板投入后，經延時一段時間后，裝置應解除閉鎖， 開放備自投功能。
而從內部邏輯來說，如上所述，是通過判定其所滿足的備自投條件，在滿足線路備 自投充電條件下，執(zhí)行相應的線路備自投的方式，在滿足母聯(lián)備自投充電條件下，執(zhí)行相應 的母聯(lián)備自投方式。因此，在下述說明中，就線路備自投方式與母聯(lián)備自投方式分別進行說 明。首先針對線路備自投方式的內部邏輯進行說明。參見圖3所示，是本發(fā)明的220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法中的 線路備自投方式的實施示例的流程示意圖。在該示例中，是將220kV線路分為主供組與備 投組兩組，當主供組工作電源全部失去時，裝置按照備投優(yōu)先級的順序，在智能選切線路 后，依次閉合啟動前已滿足備自投條件的備自投開關、直至備自投成功或者對所有優(yōu)先級 都判定完成后備自投失敗。如圖3所示，該線路備自投方式具體包括步驟步驟S201 判斷是否滿足備自投裝置的線路自投啟動條件，若不滿足，繼續(xù)檢測 判斷是否滿足備自投裝置的線路自投啟動條件，若滿足，進入步驟S202 ；步驟S202 啟動備自投裝置的線路備自投邏輯，并跳開主供組的所有運行線路開 關，進入步驟S203 ；步驟S203 在預設線路自投開關跳閘等待延時Tn內檢測所有主供線路開關是否 處于分位，若否，則可以直接進入步驟S213，判定備自投失敗，若是，進入步驟S204 ；步驟S204 記錄備投組中預設備投優(yōu)先級的最大值為M，令當前備投優(yōu)先級等于 1，進入步驟S205 ；步驟S205 判斷當前備投優(yōu)先級是否大于M，若是，則可以直接進入步驟S213，判 定備自投失敗，若否，則進入步驟S206 ；步驟S206 判斷當前備投優(yōu)先級對應的備自投元件在啟動前的某個預設時間點 (例如啟動前5s)是否在可備投狀態(tài)，若是，則進入步驟S207，若否，則進入步驟S211 ；步驟S207 根據運行工況判斷是否需切小電源或負荷，若需要，進入步驟S208，若 不需要，直接進入步驟S209 ；步驟S208 切除邏輯判斷所需切除的小電源和負荷，并等待預設線路自投小電源 與負荷線路跳閘等待延時Ttl后，進入步驟S209 ；步驟S209 閉合當前備投線路開關，進入步驟S210 ；步驟S210 在預設線路自投開關合閘等待延時Thl內檢測兩側母線是否有壓，若 是，則直接進入步驟S212，可以直接判定備自投成功，若否，則進入步驟S211 ；步驟S211 令備投優(yōu)先級加1，并將該加1后的備投優(yōu)先級作為當前備投優(yōu)先級， 然后返回上述步驟S205 ；步驟S212 判定備自投成功；步驟S213 判定備自投失敗?？紤]到備自投裝置應在系統(tǒng)滿足要求時才可進入待命狀態(tài)，因此出于對安全性的 考慮，還需要對備自投設備執(zhí)行充電操作，因此，在上述步驟S201之前，還可以包括以下充 電步驟步驟S2001 判斷是否滿足備自投裝置的線路自投充電條件，若不滿足，繼續(xù)檢測 判斷是否滿足備自投裝置的線路自投充電條件，若滿足，進入步驟S2002;
步驟S2002 對備自投裝置的線路備自投邏輯進行充電，然后進入所述步驟S201。以下針對上述線路備自投方式中的各步驟的具體實現(xiàn)過程進行詳細闡述。針對該線路備自投方式而言，為了提高裝置的適應性，在裝置中預設線路組別及 備投優(yōu)先級，可以根據運行方式的要求對220kV線路進行靈活分組。線路組別設置可整定為0、1或2，整定為“ 1 ”的為一組線路，整定為“2”的為另一 組線路，組別為“1”、“2”的兩組線路互為備投。對于不參與線路備投或未接入裝置的線路 間隔組別應整定為“0”。備投優(yōu)先級可整定為0、1或2。其中，“0”表示該線路間隔不參與備投；若同一組 別內多于1回線路的備投優(yōu)先級整定為“1”，則多回線應同時投入，并根據備投線路的回路 數計算需切負荷量；若備投線路分別設為“1”和“2”，則優(yōu)先投入備投優(yōu)先級為“1”的線路， 若不成功才再投入備投優(yōu)先級為“2”的線路。假設該站共有4回220kV線路，其中線路1、2是雙回線，線路3及線路5均為單回 線，分別來自不同的電源點?？勺鋈缦略O定將220kV線路1和2的組別定值設為1，因線 路1、2為雙回線，將其備投優(yōu)先級均設置為1 ；220kV線路3、5的組別設為2，因線路3、5來 自不同的電源點，因此只能分先后試投，可將線路3的備投優(yōu)先級設置為1，線路5的備投優(yōu) 先級設置為2 ；線路4、6為備用間隔，其組別及優(yōu)先級均設置為0。在設定了線路組別及備投優(yōu)先級的前提下，在對線路備自投功能充電時，可對備 自投裝置的充電邏輯做以下邏輯限定(1) “備自投功能壓板”在投入狀態(tài)；(2)母聯(lián)檢修壓板退出時兩段母線均有壓，或母聯(lián)檢修壓板投入時有且僅有一段 母線有壓；(3)非檢修狀態(tài)的母聯(lián)開關應在合位；(4)其中一組線路有主供線路，另一組線路有且只有備投線路(可含有檢修線 路)。當同時滿足上述四個條件，且持續(xù)充電預設線路自投裝置充電時間Tcl，裝置即完 成了線路備自投功能的充電過程，則判定為線路自投運行方式。從上述充電條件可知，本發(fā) 明方案中的線路備自投邏輯可以自動適應母線檢修的方式，當母聯(lián)開關置于檢修狀態(tài)，且 有一段母線有壓時，裝置可實現(xiàn)線路自投方式充電。其中，在對主供線路、備投線路進行分析判定時，可分別做如下設定其一、在同時滿足下述四個條件時，判定該220kV線路為主供線路線路的檢修壓板在退出狀態(tài)；線路開關在合位；線路切換后電壓> U1,表示本側母線刀閘在合位，U1為預設元件有壓定值；線路組別不為0 (該條件在母聯(lián)備自投功能中不使用)。其二、在同時滿足下述六個條件時，判定該220kV線路為備投線路線路的檢修壓板在退出狀態(tài)；線路開關在分位；線路切換后電壓> U1,表示本側母線刀閘在合位，U1為預設元件有壓定值；線路PT≥U1,表示對側開關合位且有電源；
線路組別不為0 ；線路備投優(yōu)先級不為0。在備自投裝置線路備自投功能充電完成后，需要檢測是否滿足線路自投啟動條 件，在本發(fā)明方案中，對備自投裝置線路備自投功能的啟動條件做如下設定，如果下述兩個 條件均滿足，則可以判定主供電源失壓，滿足線路自投啟動條件，啟動備自投裝置(1)所有運行的母線電壓< U21 (第一預設電壓啟動定值)；(2)所有主供線路無流。此外，為了進一步確保操作的可靠性，還可以是在上述條件全滿足且持續(xù)了預設 線路自投裝置啟動延時Ttll時，才判定主供電源失壓，啟動備自投裝置。其中，上述第一預設電壓啟動定值^是預先設定在裝置中，用以作為裝置啟動時 的電壓判據，對于無小電源的站點，U21可以整定為一個較低的值，表征母線失壓；對于帶有 小電源的站點，可適當提高^的整定值。當母線低于第一預設電壓啟動定值te，且所有主 供線路無流時，裝置經預設裝置線路備自投啟動延時Ttll延時后立即啟動。隨后，在啟動備自投裝置后，跳開主供組中的所有線路開關，并在預設主供線路開 關跳閘等待延時Tn內檢測220kV主供線路開關是否在分位，若是在分位，則可以進行后面 的依據設定的備投優(yōu)先級來閉合對應的備投線路開關的方案。在接下來的邏輯過程中，首先將檢測裝置整定值中的可備投次數，并將之記錄為 M。隨后是自備投優(yōu)先級從高到低的順序依次判定各備自投元件在啟動前的某個預設時間 點(例如啟動前k，下述過程中均以&為示例進行說明)是否具備備自投條件、以及閉合 后能否滿足需求，直至備自投成功，或者所有備投優(yōu)先級都判定完成后報備自投不成功，具 體的過程可如下所述首先記錄裝置整定值中的可備投次數，記為M ；然后使用最高優(yōu)先級，即令當前備投優(yōu)先級η = 1 ；然后判斷當前備投優(yōu)先級對應的備自投線路在啟動前^是否具備備自投條件；若不滿足，則對下一級備投優(yōu)先級進行判斷，即將下一級備投優(yōu)先級設定為當前 備投優(yōu)先級，返回對更新后的當前備投優(yōu)先級進行其對應的備自投線路在啟動前^是否 具備備自投條件的判斷；當找到可備投線路時，根據裝置的接入元件情況及事故前的運行 工況判斷是否需要切小電源或負荷；若需要切除小電源或負荷，則裝置立即出口切除相關元件，并等待預設線路自投 小電源與負荷線路跳閘等待延時Ttl，然后備自投裝置合上當前的備投線路開關，并在預設 線路自投開關合閘等待延時Thl內檢測兩側母線電壓，若有壓，則判定備自投成功，否則返 回對下一級備投優(yōu)先級進行其對應的備自投線路在啟動前^是否具備備自投條件的判 斷；若不需要切除小電源或負荷，則裝置直接合上當前的備投線路開關，并在預設線 路自投開關合閘等待延時Thl內檢測兩側母線電壓，若有壓，則判定備自投成功，否則返回 對下一級備投優(yōu)先級進行其對應的備自投線路在啟動前^是否具備備自投條件的判斷。在上文中提到的切小電源或負荷的邏輯，為智能選切線路功能，具體包括切負荷 對象的判定、可切量計算及需切量計算等三個方面。以下對三方面進行逐一說明，對于切負 荷對象的判定具體如下切負荷線路的優(yōu)先級整定范圍為0 9，0表示不切，1 8表示切負荷順序(小的先切)，9表示小電源線路。所有負荷線路均應判別方向，流出母線為正，對 于功率方向為流入母線的負荷強制判為小電源線路。切除對象應按以下原則進行確定a、當小電源線路的負荷線路允切壓板投入時，對于線路備自投功能，裝置啟動后 必須切除該小電源線路；對于下述的母聯(lián)備自投功能，失壓的小電源線路應切除，電壓正常 的小電源線路不應切除；b、根據切負荷優(yōu)先級判斷，對于切負荷優(yōu)先級設為“9”的線路單元，無論該線路是 否處于投運，只要檢測到該線路失壓，均需先將該線路切除；C、當需切量> 0時，應按優(yōu)先級順序切除負荷線路，直至滿足“過切最少”原則；d、任意負荷單元在其允切壓板退出時，無論任何情況均不應被切除。須特別注意的是，對于帶有小電源的變電站若有IlOkV旁路，則該站備自投裝置 須接入所有小電源線路和IlOkV旁路間隔。IlOkV旁路優(yōu)先級應設為9，在小電源被旁代時 應投入旁路間隔的允切壓板和出口壓板，以確保小電源被切除。對于切負荷對象，其表征了該站具有的總可切量，其總量即允切壓板投入、優(yōu)先 級整定為1 9且功率下送的所有負荷線路的正向潮流和(不含倒送)。在計算需切負荷量時，可根據事故前全站負荷來計算，具體可以是裝置根據主 供線路無流且切換后電壓低于有壓定值的前2s時刻的工況計算事故前全站負荷，即所有 220kV線路(以流入母線為正方向)的代數和與負荷線路單元倒送功率之和，以此可以解決 小電源支撐過久事故前全站負荷消失的問題；此外，由于考慮低電壓等級的倒送功率值，防 止了裝置因切負荷量不足而導致故障擴大的問題。計算需切負荷量需要通過事故前全站負荷與切負荷基值間的差值得到，為使本 方法中設定的基值可應用于各個變電站，本發(fā)明方法提出裝置應預設6個“允許切負荷基 值”，共分為3組，分別設置單回線切負荷基值和雙回線切負荷基值(在設計階段需將雙回 線接入同組間隔)。裝置根據事故前備投線路的運行工況自動選擇相應的切負荷基值，若事 故前全站負荷小于相應的基值，則無需切負荷；若事故前全站負荷大于相應的基值，則用事 故前全站負荷減去相應的切負荷基值即可得到裝置需切的負荷量。另外，在不滿足裝置充電方式等情況下，備自投裝置應能可靠放電，以防止裝置誤 動，對電網造成不利影響。在本發(fā)明方案中，針對線路備自投的方式，對備自投裝置的放電 條件做以下設定當裝置啟動跳主供開關后，若在預設線路自投開關跳閘等待延時Tn時延內檢測 不到相應主供開關處于分位狀態(tài)，則裝置應立刻放電，需手動復歸；裝置動作后應立刻放電，需手動復歸；HWJ異常告警后(判HWJ異常本身應有k延時)裝置應立刻放電，信號消失且手 動復歸后才可重新開放；裝置處于非啟動狀態(tài)且開關檢修壓板退出時，若收到開關對應間隔的手跳信號 時，裝置應立刻放電，信號消失自動復歸；收到母差、失靈以及其他外部閉鎖信號時裝置應立刻放電；備自投功能壓板退出時裝置應立刻放電；所有主供線路檢修壓板均投入時，裝置應立刻放電；由于備投線路狀態(tài)改變導致線路備自投充電條件不滿足時，延時^放電。但在以下特殊情況下裝置應保持充電狀態(tài)，不應放電，具體如下i)在線路備投的充電方式下，若非檢修母聯(lián)開關變?yōu)榉治?，裝置不放電，但應發(fā)出告警信號；ii)主供線路全部跳閘后，若母線電壓沒有降至啟動值以下，裝置不應放電，須一 直等待，直至母線電壓下降至啟動值以下時，裝置再行啟動；i i i)若在啟動狀態(tài)下收到任意線路手跳信號，裝置不應放電，備投邏輯正常進行。此外，在接入裝置的任一開關或線路元件置檢修狀態(tài)時，僅閉鎖該開關或線路元 件的自投功能。另外，本發(fā)明方案中的線路備自投邏輯功能下還應當可以發(fā)出告警信息，以提醒 操作人員出現(xiàn)相應的故障，本發(fā)明方案中的告警信號至少包括下述信號(1)某段母線TV斷線——裝置采樣三相電壓不平衡或母線三相電壓低于無壓值， 延時^告警。此異常發(fā)生時，裝置不應放電，當條件不滿足或母聯(lián)檢修壓板投入后自動消 失；(2)主供線路元件TA斷線——裝置采樣三相電流不平衡，延時k告警。此異常發(fā) 生時，裝置不應放電，也不應閉鎖相關線路的備自投功能；(3)主供線路元件TV斷線——裝置采樣三相電壓不平衡或主供元件三相電壓低 于無壓值，延時^告警，此異常發(fā)生時裝置不應放電，也不應閉鎖相關線路的備自投功能；(4)備投線路元件三相電壓不平衡——裝置采樣三相電壓不平衡，延時k告警， 此異常發(fā)生時，裝置不應放電，也不應閉鎖相關線路的備自投功能；(5)備投線路元件三相電壓消失——裝置采樣三相電壓消失，延時k告警，此異 常發(fā)生時，若該間隔非唯一的備供線路，則不應放電，但須閉鎖該線路的備投功能，否則應 告警的同時放電；(6)備投線路元件線路電壓(單相PT)消失——該220kV線路開關在分位，無電 流，且線路PT <仏，延時^告警，此異常發(fā)生時，若該間隔非唯一的備供線路，則不應放電， 但須閉鎖該線路的備投功能，否則應告警的同時放電；(7)某主供元件的位置信號異?！摼€路元件有流，但開關位置在跳位，延時& 告警，此異常發(fā)生時，裝置應立刻放電，待該元件檢修壓板投入或異常信號消失且人工復歸 后，裝置才重新開放原主供元件的動作功能；(8)旁代壓板異常——接入同一旁路母線的元件，若旁代壓板同時投入，裝置立即 告警，不閉鎖備投功能，條件不滿足時告警消失；(9)備投方式異?！斞b置檢測到同時滿足線路備自投及母聯(lián)備自投的充電條 件時發(fā)出告警信號。由于220kV備自投裝置中有兩種功能的充電，因此若位置信號異常等 出現(xiàn)有可能存在兩種狀態(tài)的轉換。為防止裝置充電方式錯誤，本發(fā)明中做了如下定義當裝 置處于某種充電狀態(tài)下時，即使同時滿足了另外一種充電條件，仍按原充電方式，同時應給 出裝置告警信號，提醒運行人員注意。上述只是對其中的幾種告警信號進行了說明，根據現(xiàn)場實際情況需要，也可以增 加其他必需的告警信號。參見圖4所示，是本發(fā)明的220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法中的 母聯(lián)備自投方式的實施示例的流程示意圖。在該示例中，當裝置檢測到母線失壓、同時有主供線路的切換后電壓伴隨失壓且無流，則備自投裝置將啟動并完成母聯(lián)備自投邏輯過程。如圖4所示，該母聯(lián)備自投方式具體包括步驟步驟S301 判斷是否滿足備自投裝置的母聯(lián)自投啟動條件，若不滿足，繼續(xù)檢測 判斷是否滿足備自投裝置的母聯(lián)自投啟動條件，若滿足，進入步驟S302 ；步驟S302 啟動備自投裝置的母聯(lián)自投邏輯，并跳開與失壓母線同時失壓且無流 的所有主供線路開關，進入步驟S303 ；步驟S303 在預設母聯(lián)自投開關跳閘等待延時Tt2內檢測所有失壓且無流的線路 開關是否處于分位，若否，則可以直接進入步驟S309，直接判定備自投失敗，若是，進入步驟 S304 ；步驟S304:根據定值及運行工況判斷是否需切小電源或負荷，若需要，進入步驟 S305，若不需要，直接進入步驟S306 ；步驟S305 切除邏輯判斷所需切除的小電源和負荷，并等待預設母聯(lián)自投小電源 與負荷線路跳閘等待延時Tt2后，進入步驟S306 ；步驟S306 閉合母聯(lián)開關，進入步驟S307 ；步驟S307 在預設母聯(lián)自投開關合閘等待延時Th2內檢測兩側母線是否有壓，若 是，則直接進入步驟S308，可以直接判定備自投成功，若否，則進入步驟S309 步驟S308 判定備自投成功；步驟S309 判定備自投失敗。這里的預設母聯(lián)自投開關跳閘等待延時Tt2與上述預設母線自投開關跳閘等待延 時Tn可以設定為相同值，也可以分別進行設定，或者可以直接設定為是同一個值。相應的， 這里的預設母聯(lián)自投小電源與負荷線路跳閘等待延時Tt2與上述預設線路自投小電源與負 荷線路跳閘等待延時Ttl可以設定為相同值，也可以分別進行設定，或者可以直接設定為同 一個值。考慮到備自投裝置應在系統(tǒng)滿足要求時才可進入待命狀態(tài)，因此，出于對安全性 的考慮，還需要對備自投設備執(zhí)行充電操作，因此，在上述步驟S301之前，還可以包括以下 充電步驟步驟S3001 判斷是否滿足備自投裝置的母聯(lián)自投充電條件，若不滿足，繼續(xù)檢測 判斷是否滿足備自投裝置的母聯(lián)自投充電條件，若滿足，進入步驟S3002;步驟S3002 對備自投裝置的母聯(lián)備自投邏輯進行充電，然后進入所述步驟S201。以下針對上述本發(fā)明方法的各步驟的具體實現(xiàn)過程進行詳細闡述。在該母聯(lián)備自投邏輯中，無需事前進行分組。在對母聯(lián)備自投功能充電時，可對備 自投裝置的充電邏輯做以下邏輯限定(1) “備自投功能壓板”在投入狀態(tài)；(2)母聯(lián)開關在備投狀態(tài)(即熱備用狀態(tài))。當同時滿足上述兩個條件，且持續(xù)預設母聯(lián)自投裝置充電時間1；2后，即可完成母 聯(lián)自投功能的充電過程，則判定為是母聯(lián)自投運行方式。這里的預設母聯(lián)自投裝置充電時 間τ。2與上述預設線路自投裝置充電時間Tcl可以設定為相同值，也可以分別進行設定，或者 也可以直接設定為同一個值。其中，母聯(lián)開關在熱備用狀態(tài)是指母聯(lián)開關同時滿足以下三個條件
(1)母聯(lián)開關的檢修壓板在退出狀態(tài)；(2)母聯(lián)開關在分位；(3)母聯(lián)開關兩側的母線均有壓。在備自投裝置的母聯(lián)自投功能充電完成后，需要檢測是否滿足母聯(lián)自投的啟動條 件，在本發(fā)明方案中，對備自投裝置母聯(lián)備自投功能的啟動條件做如下設定，如果下述兩個 條件均滿足，則可以判定主供電源失壓，滿足備自投裝置的母聯(lián)自投啟動條件，啟動備自投裝置(1)任一段母線電壓< U22 (第二預設電壓啟動定值)；(2)有供電線路無流，且其切換后電壓<U22(第二預設電壓啟動定值)。此外，為了進一步確保操作的可靠性，還應是在上述條件全滿足且持續(xù)了預設母 聯(lián)自投裝置啟動延時Ttl2時，才判定因某些主供線路跳閘導致其中一段母線失壓或低壓，啟 動備自投裝置。上述第二預設電壓啟動定值^是預先設定在裝置中，用以作為裝置啟動時的電 壓判據，對于無小電源的站點，^2可以整定為一個較低的值，表征母線失壓；對于帶有小電 源的站點，可適當提高隊2的整定值，當母線低于第二預設電壓啟動定值U22時，裝置經預設 裝置母聯(lián)備自投啟動延時Ttl2延時后立即啟動。這里的第二預設電壓啟動定值隊2與上述第一預設電壓啟動定值^可以設定為相 同值，也可以分別進行設定，或者可以直接設定為是同一個值。相應的，這里的預設母聯(lián)自 投裝置啟動延時Ttl2與上述預設線路自投裝置啟動延時Ttll可以設定為相同值，也可以分別 進行設定。其中，裝置在啟動時認定與滿足電壓啟動條件的母線同時失壓或低壓的無流線路 為原主供線路，裝置啟動后將會再次跟跳認定的主供線路開關。這種方法可以確保裝置不 因一次接線變化或方式改變而導致備自投功能失效，大大提高了備自投裝置的普遍適用 性。隨后，在啟動備自投裝置后，跳開判出的所有原主供線路，并在預設線路自投開關 跳閘等待延時Tt2內檢測220kV主供線路開關是否在分位，若是在分位，則可以進行備投母 聯(lián)開關的方案。裝置根據其接入元件情況及事故前的運行工況判斷是否需要切小電源或負荷，若 需要切除小電源或負荷，則立即出口切除相關元件，并等待預設母聯(lián)自投小電源與負荷線 路跳閘等待延時Tt2，然后備自投裝置合上當前的母聯(lián)開關，并在預設母聯(lián)自投開關合閘等 待延時Th2內檢測兩側母線電壓，若有壓，則判定備自投成功，否則判定備自投失敗。這里的預設母聯(lián)自投小電源與負荷線路跳閘等待延時Tt2與上述預設線路自投小 電源與負荷線路跳閘等待延時Ttl可設定為相同值，也可以進行分別設定，或者可以直接設 定為同一個值，相應地，這里的預設母聯(lián)自投開關合閘等待延時Th2與上述預設母聯(lián)自投開 關合閘等待延時Thl可以設定為相同值，也可以分別進行設定，或者也可以直接設定為同一 個值。該母聯(lián)備自投功能中的智能選切負荷功能與上述線路備自投方式中的一致，在此 不予贅述。另外，在不滿足裝置充電方式等情況下，備自投裝置應能可靠放電，以防止裝置誤動，對電網造成不利影響。在本發(fā)明方案中，針對母聯(lián)備自投方式，對備自投裝置的放電條 件做以下設定當裝置啟動跳主供開關后，若在預設線路自投開關跳閘等待延時Tt2時延內檢測 不到相應主供開關處于分位狀態(tài)，則裝置應立刻放電，需手動復歸；裝置動作后應立刻放電，需手動復歸；HWJ異常告警后(判HWJ異常本身應有k延時)裝置應立刻放電，信號消失且手 動復歸后才可重新開放；裝置處于非啟動狀態(tài)且開關檢修壓板退出時，若收到開關對應間隔的手跳信號 時，裝置應立刻放電，信號消失自動復歸；若在啟動狀態(tài)下收到任意線路手跳信號，裝置不 應放電，備投邏輯正常進行；收到母差、失靈以及其他外部閉鎖信號時裝置應立刻放電；備自投功能壓板退出時裝置應立刻放電；由于母聯(lián)開關狀態(tài)改變導致母聯(lián)備自投充電條件不滿足時，延時&放電；由于母線PT三相斷線(判PT斷線本身應有k延時)導致母聯(lián)備自投充電條件 不滿足時，立刻放電；因母線PT單相或兩相斷線導致母聯(lián)備自投充電條件不滿足時，裝置 不放電，用健全相電壓進行判別。另外，本發(fā)明方案中的母聯(lián)備自投邏輯功能下還應當可以發(fā)出告警信息，以提醒 操作人員出現(xiàn)相應的故障，本發(fā)明方案中的告警信號至少包括下述信號(1)某段母線三相電壓不平衡——裝置采樣三相電壓不平衡，延時k告警，此異 常發(fā)生時，裝置不應放電；(2)某段母線三相電壓消失——裝置采樣母線三相電壓低于無壓值，延時&告 警，此異常發(fā)生時，裝置應立即放電，當條件不滿足或母聯(lián)檢修壓板投入后才恢復；(3)主供線路元件TA斷線——裝置采樣三相電流不平衡，延時k告警，此異常發(fā) 生時，裝置不應放電，也不應閉鎖相關線路的備自投功能；(4)主供線路元件TV斷線——裝置采樣三相電壓不平衡或主供元件三相電壓低 于無壓值，延時^告警，此異常發(fā)生時裝置不應放電，也不應閉鎖相關線路的備自投功能。( 某主供元件的位置信號異常——該線路元件有流，但開關位置在跳位，延時& 告警，此異常發(fā)生時，裝置應立刻放電，待該元件檢修壓板投入或異常信號消失且人工復歸 后，裝置才重新開放原主供元件的動作功能；(6)旁代壓板異?！尤胪慌月纺妇€的元件，若旁代壓板同時投入，裝置立即 告警，不閉鎖備投功能，條件不滿足時告警消失。上述只是對其中的幾種告警信號進行了說明，根據現(xiàn)場實際情況需要，也可以增 加其他必需的告警信號。此外，根據長時間備自投裝置運行管理的經驗及需求，本發(fā)明方法還對裝置應有 的動作事件記錄存儲能力及異常報警、開入變位報文等提出了具體的要求。關于動作事件記錄存儲能力的要求主要包括有下述五點(1)備自投裝置事件記錄要求具有掉電保持功能；(2)應能通過串行接口或USB接口從裝置中提取事件記錄和動作報文；(3)事件記錄能上傳到本站監(jiān)控系統(tǒng)，并可供下載；
(4)裝置至少能記錄20次最新動作事件；(5)裝置應具有事故錄波功能，記錄啟動前至少&起至備自投動作結束期間的模 擬量、開關量變化情況，裝置至少能記錄10次最新動作錄波。關于異常報警及開入變位報文的要求主要包括有下述三點(1)裝置在發(fā)生硬件、軟件的故障或交流回路斷線等異常情況時除驅動繼電器開 出告警或閉鎖信號外，應有相應的異常告警報文，報文內容包括異常發(fā)生或返回的時間、異 常情況描述；(2)為方便事故分析，裝置應以報文的形式記錄開入量的變化情況和裝置的充放 電狀況，并可查詢或打印；(3)裝置至少能記錄100條最新的異常或開入變位記錄。本發(fā)明方法對于裝置動作的報文也有明確要求，主要包括保護動作類型、裝置啟 動前重要元件的運行工況及備自投元件的狀態(tài)、事故原因與動作過程的具體描述及其發(fā)生 時刻、動作結果等。其中動作過程報文不僅應有裝置發(fā)出命令的報文，還應包括裝置動作期 間檢測到各類開入信號的報文。單次記錄應能連續(xù)記錄從本次動作啟動前200ms開始到整 組復歸完成之間備自投裝置的詳細信息。如上所述的本發(fā)明的方案，是針對常規(guī)220kV變電站的220kV側分列運行的情況， 設計出的一種220kV變電站的220kV線路及母線開關備自投方法，其可作為一種標準化備 自投方法，適應性強，可配置于常規(guī)的220kV變電站點中，可適用于各種靈活的運行方式， 解決了以往的備自投邏輯受制于站點及運行方式的缺陷，判據先進、優(yōu)化，有利于整個電網 的備自投裝置的統(tǒng)一管理、運行和維護，可有效提高工作管理水平?？蓱糜诔Ｒ?guī)不多于6 回220kV線路的220kV變電站。另外，根據如上所述的本發(fā)明的方案，可以看到，本發(fā)明方案還充分考慮到了時延 的影響，設定了相應的時延定值，包括預設線路自投裝置充電時間Τα、預設母聯(lián)自投裝置 充電時間Tra、預設線路自投裝置啟動延時Ttll、預設母聯(lián)自投裝置啟動延時Ttl2、預設線路自 投開關跳閘等待延時Ττ1、預設母聯(lián)自投開關跳閘等待延時Tt2、預設線路自投小電源與負荷 線路跳閘等待延時Ttl、預設母聯(lián)自投小電源與負荷線路跳閘等待延時Tt2、預設線路自投開 關合閘等待延時Thl、預設母聯(lián)自投開關合閘等待延時Th2，預設閉鎖開放等待時間Tb。參見 圖4所示，是在線路備自投方式中根據設定的該些時延定值確定的邏輯時序示意圖。由圖4可見，在達到啟動條件后，經過預設線路自投裝置啟動延時Ttll的時間之后， 裝置啟動，并跳開對應主供線路開關，并在預設線路自投開關跳閘等待延時Tn的時間內確 認主供線路開關是否確實跳開，若在Tn的時間內未檢測到相應主供線路開關跳開，則直接 判定備自投失敗，若在Tn的時間內檢測到，然后分析判斷是否需要切小電源或負荷，若需 切除相關負荷元件，則裝置將直接切除元件并等待預設線路自投小電源與負荷線路跳閘等 待延時Ttl ；若無需切除相關負荷元件，則裝置直接進入下一步。接下來，裝置出口合上備 投線路開關，并在預設線路自投開關合閘等待延時Thl的時間內檢測兩側母線是否有壓，若 是，則備自投成功。以上所述的本發(fā)明實施方式，僅僅是對本發(fā)明的其中一個具體實施方式
的說明， 并不構成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內所作的修改、等同替 換和改進等，均應包含在本發(fā)明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1.一種220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法，其特征在于，包括步驟 根據一次接線情況及裝置整定值判斷裝置是否滿足線路自投充電條件或母聯(lián)自投充電條件；若滿足線路自投充電條件，充電后，判斷是否滿足備自投裝置的線路自投啟動條件，若 滿足，啟動備自投裝置，跳開主供線路開關，并在預設線路自投開關跳閘等待延時內檢測主 供線路開關是否分位，若是，自備投優(yōu)先級從高到低的順序，在智能選切線路的前提下依次 閉合滿足備自投條件的備投線路開關，直至備自投成功或者對所有備投優(yōu)先級都判定完成 后備自投失??；若滿足母聯(lián)自投充電條件，充電后，判斷是否滿足備自投裝置的母聯(lián)自投啟動條件，若 滿足，啟動備自投裝置，跳開無流且低壓的主供線路開關，并在預設母聯(lián)自投開關跳閘等待 延時內檢測所述無流且低壓的主供線路開關是否處于分位，若是，則在智能選切線路后合 母聯(lián)開關。
2.根據權利要求1所述的220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法，其特征在 于，根據一次接線情況及裝置整定值判斷裝置是否滿足線路備自投或母聯(lián)備自投的充電條 件的方式具體包括針對線路備自投功能預設6回220kV線路的組別與備投優(yōu)先級，組別設置為0、1、2，0 表示不參與線路備自投邏輯，1和2表示220kV線路分別處于不同的組別，當其中一組作為 主供線路組時，另一組為備投線路組；通過檢測所述6回220kV的運行工況、母線的運行工況、母聯(lián)開關的運行工況及線路備 自投的組別設置整定值，判斷當前裝置是否滿足線路自投充電條件、母聯(lián)自投充電條件。
3.根據權利要求2所述的220kV變電站的220kV側線路及母聯(lián)備自投方法，其特征在于在同時滿足下述條件時，判定該220kV線路為主供線路線路的檢修壓板在退出狀態(tài)； 線路開關在合位；線路切換后電壓> U1 ；在線路備自投判定條件下線路組別不為0，所述U1 為預設元件有壓定值；在同時滿足下述條件時，判定該220kV線路為備投線路線路的檢修壓板在退出狀態(tài)； 線路開關在分位；線路切換后電壓> U1 ；線路PT ^ U1 ；線路組別不為0 ；線路備投優(yōu)先級不 為0，所述U1為預設元件有壓定值。
4.根據權利要求1或2或3所述的220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法， 其特征在于在同時滿足下述四個條件且持續(xù)了預設線路自投裝置充電時間時，判定完成線路備自 投功能的充電過程a、備自投功能壓板處于投入狀態(tài)；b、母聯(lián)檢修壓板退出且兩段母線均有壓，或者是，母聯(lián)檢修壓板投入以及有且僅有一 段母線有壓；c、非檢修狀態(tài)的母聯(lián)開關應在合位；d、一組線路有主供線路，另一組線路有且只有備投線路； 和/或在同時滿足下述兩個條件、且持續(xù)了預設線路自投裝置啟動延時，判定滿足線路自投啟動條件a、所有運行的母線電壓小于第一預設電壓啟動定值；b、所有主供線路無流。
5.根據權利要求1所述的220kV變電站的220kV側線路及母聯(lián)備自投方法，其特征在 于，在同時滿足下述三個條件時，判定該母聯(lián)開關處于備投狀態(tài)母聯(lián)開關的檢修壓板在退出狀態(tài)；母聯(lián)開關在分位；母聯(lián)開關兩側的母線均有壓。
6.根據權利要求1或2或3所述的220kV變電站的220kV側線路及母聯(lián)備自投方法， 其特征在于，在同時滿足下述兩個條件且持續(xù)了預設母聯(lián)自投裝置充電時間時，完成母聯(lián) 備自投功能的充電過程a、備自投功能壓板處于投入狀態(tài)；b、母聯(lián)開關在可備投狀態(tài)。和/或在同時滿足下述兩個條件、且持續(xù)了預設母聯(lián)自投裝置啟動延時時，判定滿足母聯(lián)自 投啟動條件a、任一段母線電壓小于第二預設電壓啟動定值；b、有主供線路無流，且其切換后電壓小于第二預設電壓啟動定值。
7.根據權利要求1所述的220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法，其特征在于還包括預設負荷線路及小電源線路的優(yōu)先級，若優(yōu)先級為0，則該線路不可切；若優(yōu) 先級為9，表示該線路為小電源線路；若優(yōu)先級為1至8中的任意一個，則按照優(yōu)先級次序， 按照最小過切的原則切除負荷；所有負荷線路均應判別方向，流出母線為正，對于功率方向 為流入母線的負荷強制判為小電源線路；根據上述預設的負荷線路及小電源線路的優(yōu)先級執(zhí)行所述智能選切線路的步驟。
8.根據權利要求7所述的220kV變電站的220kV側線路及母聯(lián)備自投方法，其特征在 于，根據事故前全站負荷計算需切負荷量，所述事故前全站負荷根據主供線路無流且切換 后電壓低于有壓定值的前k時刻的工況計算，所述事故前全站負荷為所有220kV線路的代 數和與負荷線路單元倒送功率之和。
9.根據權利要求1至8任意一項所述的220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方 法，其特征在于，還包括在滿足下述任意一項條件時，備自投裝置放電當裝置啟動跳主供開關后，在預設線 路自投開關跳間等待延時或者預設母聯(lián)自投開關跳間等待延時內檢測不到相應主供開關 的分位狀態(tài)；裝置動作后；HWJ異常告警；裝置處于非啟動狀態(tài)且開關檢修壓板在退出狀態(tài) 時，收到開關對應間隔的手跳信號；收到母差、失靈以及其他外部閉鎖信號時；備自投功能 壓板退出；所有主供線路檢修壓板均投入；由于備投線路狀態(tài)改變導致線路備自投充電條 件不滿足時；和/或在線路備自投邏輯下，在檢測到下列任意情況時，發(fā)出報警信號某段母線TV斷線；主供線路元件TA斷線；主供線路元件TV斷線；備投線路元件三相電壓不平衡；備投線路元件 三相電壓消失；備投線路元件線路電壓；某主供元件的位置信號異常；旁代壓板異常；備投 方式異常；在母聯(lián)備自投邏輯下，在檢測到下列任意情況時，發(fā)出報警信號某段母線三相電壓不 平衡；某段母線三相電壓消失；主供線路元件TA斷線；主供線路元件TV斷線-；某主供元件 的位置信號異常；旁代壓板異常。
全文摘要
220kV變電站的220kV側線路及母線備自投方法，包括根據一次接線情況及裝置整定值判斷裝置是否滿足線路或母聯(lián)自投充電條件；若滿足線路自投充電條件，充電后，判斷是否滿足線路自投啟動條件，若滿足，啟動備自投裝置，跳開主供線路開關，在TT1內檢測主供線路開關是否處于分位，若是，自備投優(yōu)先級從高到低的順序，在智能選切線路前提下依次閉合滿足備自投條件的備投線路開關，直至備自投成功或者對所有備投優(yōu)先級都判定完成后備自投失?。蝗魸M足母聯(lián)自投充電條件，充電后，判斷是否滿足母聯(lián)自投啟動條件，若滿足，啟動備自投裝置，跳開無流且低壓的主供線路開關，在TT2內檢測無流且低壓的主供線路開關是否處于分位，若是，在智能選切線路后合母聯(lián)開關。
文檔編號H02J9/06GK102055235SQ20111000583
公開日2011年5月11日 申請日期2011年1月12日 優(yōu)先權日2011年1月12日
發(fā)明者吳國炳, 李劍輝, 李力, 李新超, 楊文佳, 楊銀國, 錢峰, 陳興華, 陳錦昌 申請人:廣東省電力調度中心