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《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》涉及变电站技术领域,特别是涉及一种智能变电站电源备自投切负荷试验装置 。
备自投是备用电源自动投入使用装置的简称。电源的备自投系统的作用为:在工作电源突然失去的情况下,自动投入备用电源,迅速恢复失压设备的用电,保证供电的连续性。在提高供电的可靠性方面,备自投起到了关键性作用。
以传统的一主一备型智能变电站接线方式为例进行说明,如图1所示:OCT为用于智能变电站的光电子电流互感器;OPT为用于智能变电站的光电子电压互感器;DL1…..2DLn分别为对应的供电线路和负荷用电线路的断路器;DLF为分段断路器;1M、2M、3M、4M为母线;#1间隔线路、#2间隔线路为供电电路;1F1………2Fn为负荷用电线路;d1为故障点。在该智能变电站中,随着系统的变化可自动形成备投方式,如其中的一种方式:DL1断路器运行(在合位);DLF分段断路器备投(在分位);DL2断路器运行(在合位)。3M和4M母线上的负荷分别通过#1主变和#2主变靠#1间隔线路和#2间隔线路供给。当#1间隔线路d1点故障,具备备投条件下,DLF分段断路器投入,这就意味3M和4M母线上的负荷均由#2间隔线路供给,若3M和4M母线上的所有负荷投入后#2间隔线路存在过负荷的风险,为了消除过负荷的风险,现场采取根据负荷的重要级别依次切除实现。但对该部分的逻辑功能试验由于受现场条件的限制不可能如实得到验证,可能存在逻辑功能不正确的安全隐患,因此,为解决此问题,需要设计变电站电源备自投切负荷试验装置。
在现场进行变电站电源备自投切负荷试验工作涉及的OCT、OPT回路较多,有运行线路、备投线路、N条负荷线路、各段母线电压等。如图1所示,至少有4条线路、4段母线,切负荷逻辑功能试验需要采集试验电流进行计算,所以必须有专用提供负荷电流的外设模拟量通道。
随着计算机及网络技术的发展,各种电力设备智能化程度的提高,变电站从常规运行方式已经发展到智能化模拟,并已经在工程中得到实践,智能变电站与常规变电站一样为提高供电的可靠性也安装备自投装置来实现,智能变电站与常规变电站比较在二次回路上信号传输介质发生了根本变化,由光纤代替电缆,并且所有采集的模拟及开关量等均在公共网络中采集和传输。因此,如何解决切负荷试验通过公共网络实现从而给电网带来的风险隐患,成为亟待解决的问题 。
图1为一主一备型智能变电站的配置示意图;
图2为《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》一种智能变电站电源备自投切负荷试验装置的结构示意图;
图3为备自投动作逻辑示意图 。
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2020年7月14日,《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》获得第二十一届中国专利优秀奖 。
参见图2所示,一种智能变电站电源备自投切负荷试验装置,包括:被试验装置及负荷计算部分,还包括:模拟量开入开出及转换部分、切负荷执行及命令转换部分;所述模拟量开入开出及转换部分与被试验装置及负荷计算部分、切负荷执行及命令转换部分依次相连接;
所述模拟量开入开出及转换部分包括:总命令执行机单元、模拟量总交换机单元、多个模拟量开入开出单元、与所述模拟量开入开出单元的数目相对应的多个合并器单元、SMV网络交换机单元;所述总命令执行机单元与所述模拟量总交换机单元相连接,所述模拟量总交换机单元还与各模拟量开入开出单元分别相连接,每个模拟量开入开出单元与一个合并器单元相连接,各合并器单元均与所述SMV网络交换机单元相连接,所述SMV网络交换机单元还与所述被试验装置相连接;
所述切负荷执行及命令转换部分包括:GOOSE网络交换机单元、与所述合并器单元的数目相对应的多个智能汇总单元、与所述智能汇总单元的数目相对应的多个负荷断路器单元;所述被试验装置与所述GOOSE网络交换机单元相连接,所述GOOSE网络交换机单元还与各智能汇总单元分别相连接;每个智能汇总单元与一个负荷断路器单元相连接。
作为一个较好的实施例,《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》的智能变电站电源备自投切负荷试验装置可以包括至少四个模拟量开入开出单元。下面描述《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》中各单元的具体工作过程:
首先描述所述模拟量开入开出及转换部分。在该部分中:
所述总命令执行机单元用于对所述模拟量总交换机单元发送控制指令;以及从所述模拟量总交换机单元接收反馈数据;
上述控制指令主要包括:用于控制所述被试验装置的模拟量大小和用于控制所述被试验装置的时间指令。通过所述模拟量大小和所述时间指令,可以控制各个所述被试验装置在精确的时刻进行预定模拟量大小,又或者同步响应操作,因此能够精确模拟各种负荷切除情况,提高模拟测试的准确度;
所述模拟量总交换机单元用于接收所述总命令执行机单元输出的控制指令,进行通道配置后将所述控制指令分发到各个模拟量开入开出单元;以及接收各个模拟量开入开出单元的反馈数据,将所述反馈数据汇总传输至所述总命令执行机单元;
所述各模拟量开入开出单元用于接收所述模拟量总交换机单元分发的控制指令,进行数据转换后将所述控制指令模拟量传输至各合并器单元;
所述各合并器单元用于将控制指令模拟量转换为光信号,然后传输至所述SMV网络交换机单元汇总。作为一个较好的实施例,所述各合并器单元与所述SMV网络交换机单元之间可以通过光纤相连接,这样一来光信号就可以通过光纤传输至所述SMV网络交换机单元汇总;
所述SMV网络交换机单元用于采用SMV网络交换技术来进行信号汇总交换(所述汇总后的信号按照IEC61850协议传输);以及接收对应的被试验装置的反馈数据。《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》的测试装置的设计采用SMV网络交换,可以使得模拟采集地址灵活配置。另外在所述SMV网络交换机单元与所述被试验装置之间可以通过光纤相连接,然后将汇总后的信号通过光纤、按照下级的地址进行分配传输到被试验装置中对应间隔。
作为一个较好的实施例,所述总命令执行机单元发送的控制指令中还可以包括与各个所述被试验装置对应的设备号及地址。所述模拟量总交换机单元读取所述控制指令中的设备号及地址,并根据所述设备号及地址将所述控制指令分发到与所述模拟量开入开出单元。通过在所述控制指令中设置所述设备号及地址,所述模拟量开入开出单元可以方便地查找到对应的被试验装置中对应测试间隔的地址,从而可快速地完成所述控制指令的传递,提高效率,降低误传指令的风险。
所述模拟量开入开出及转换部分中涉及多个(假设为N个)模拟量开入开出单元;此单元收到上级传指令后输出大功率的模拟量(含电流、电压量),所述N个模拟量开入开出单元是独立的可以分配给不同运行线路、备用线路、负荷线路作为模拟通道用,参见图1、图2所示:可以将图2所示模拟量开入开出单元1分配给如图1的1号间隔线路;将图2所示模拟量开入开出单元2分配给如图1的2号间隔线路;将图2所示模拟量开入开出单元3分配给如图1的负荷线路1F1;将图2所示模拟量开入开出单元4分配给如图1的负荷线路2F1……如此类推。
下面描述被试验装置及负荷计算部分:
所述被试验装置及负荷计算部分包括了:被测装置动作逻辑模块和负荷计算模块。此部分为在被试验装置内部已经有的,因此该申请中仅略作描述:
在图1中的d1点故障,所述装置动作逻辑模块的充电条件如下:
①1M母线、2M母线均三相有压;
②DL1、DL2在合位,DLF在分位;
C被测试的备自投装置功能压板投入;
以上条件同时满足后经延时时间后充电完成。
下面描述动作过程:
检测到1M母线失压,#1间隔线路无电流,2M母线有压,延时跳开#1间隔线路DL1断路器,确认DL1断路器跳开后,延时自投分段DLF断路器。动作逻辑参见图3所示。
所述装置动作逻辑模块在动作投分段DLF断路器,#2间隔线路检测到供电线路负荷,称为P1;同时装置也检测到负荷用电线路负荷,称为P2;此时P1和P2进行比较,若P1﹥P2,则被试验装置切除负荷容量程序结束;若P1﹤P2,则被试验装置按照规定轮次切除负荷容量,依次第一、二….N轮次,至到P1﹥P2则被试验装置切除负荷容量程序才结束。
最后,在所述切负荷执行及命令转换部分中:
所述GOOSE网络交换机单元用于将试验装置切除负荷容量执行命令(简称切负荷命令,该切负荷命令按照IEC61850协议进行传输)进行汇总、并按照预设的地址将切负荷命令分配到各个智能汇总单元。作为一个较好的实施例,《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》的GOOSE网络交换机单元采用GOOSE(GenericObjectOrientedSubstationEvent,面向通用对象的变电站事件)网络交换技术来将切负荷命令进行汇总,采用GOOSE技术可以使得负荷命令传输速度更快,更容易实现命令的一对一传输;
所述各智能汇总单元用于接收到切负荷命令后进行数据交换(此命令按照IEC61850协议传输),将接收到的切负荷命令转换为电信号。作为一个较好的实施例,各智能汇总单元的下级可以通过电缆或专用外层绝缘导线来传输所述电信号至各负荷断路器单元;
所述各负荷断路器单元用于接收到切负荷命令后执行切负荷,至到P1﹥P2时被试验装置切除负荷容量程序才结束。
优选的,所述GOOSE网络交换机单元与所述被试验装置之间可以通过光纤相连接。
优选的,所述各智能汇总单元(假设为N个)包括1-N个分单元,各分单元的上级也可以分别通过光纤连接到所述GOOSE网络交换机单元上 。
《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》提供一种智能变电站电源备自投切负荷试验装置 。
《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》包括:被试验装置及负荷计算部分,还包括:模拟量开入开出及转换部分、切负荷执行及命令转换部分;所述模拟量开入开出及转换部分与被试验装置及负荷计算部分、切负荷执行及命令转换部分依次相连接;
所述模拟量开入开出及转换部分包括:总命令执行机单元、模拟量总交换机单元、多个模拟量开入开出单元、与所述模拟量开入开出单元的数目相对应的多个合并器单元、SMV网络交换机单元;所述总命令执行机单元与所述模拟量总交换机单元相连接,所述模拟量总交换机单元还与各模拟量开入开出单元分别相连接,每个模拟量开入开出单元与对应的合并器单元相连接,各合并器单元均与所述SMV网络交换机单元相连接,所述SMV网络交换机单元还与所述被试验装置及负荷计算部分相连接;
所述切负荷执行及命令转换部分包括:GOOSE网络交换机单元、与所述合并器单元的数目相对应的多个智能汇总单元、与所述智能汇总单元的数目相对应的多个负荷断路器单元;所述被试验装置及负荷计算部分与所述GOOSE网络交换机单元相连接,所述GOOSE网络交换机单元还与各智能汇总单元分别相连接;每个智能汇总单元与对应的负荷断路器单元相连接;
所述总命令执行机单元用于对所述模拟量总交换机单元发送控制指令;以及从所述模拟量总交换机单元接收反馈数据;所述控制指令包括:用于控制所述被试验装置的模拟量大小和用于控制所述被试验装置的时间指令;
所述模拟量总交换机单元用于接收所述总命令执行机单元输出的控制指令,进行通道配置后将所述控制指令分发到各个模拟量开入开出单元;以及接收各个模拟量开入开出单元的反馈数据,将所述反馈数据汇总传输至所述总命令执行机单元;
所述各模拟量开入开出单元用于接收所述模拟量总交换机单元分发的控制指令,进行数据转换后将所述控制指令模拟量传输至各合并器单元;
所述各合并器单元用于将控制指令模拟量转换为光信号,然后传输至所述SMV网络交换机单元汇总;
所述SMV网络交换机单元用于采用SMV网络交换技术来进行信号汇总交换;以及接收对应的被试验装置的反馈数据;
所述GOOSE网络交换机单元用于将被试验装置切除负荷容量执行命令进行汇总,并按照预设的地址将切除负荷容量执行命令分配到各个智能汇总单元;
所述各智能汇总单元用于接收到切除负荷容量执行命令后进行数据交换,将接收到的切除负荷容量执行命令转换为电信号;
所述各负荷断路器单元用于接收到切除负荷容量执行命令后执行切负荷,直到P1﹥P2时被试验装置切除负荷容量程序才结束;所述P1为供电线路负荷,所述P2为用电线路负荷 。
由以上方案可以看出,《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》的智能变电站电源备自投切负荷试验装置,该装置的设计采用了独立的系统,从而有效避免了因智能变电站使用公共通道试验给电网带来的风险;而且由于采用独立的程序模拟化形式,使得测试装置能够适宜变电站接线的各类接线方式。另外《智能变电站电源备自投切负荷试验装置》的测试装置使用时简单、方便,便于携带 。
1.一种智能变电站电源备自投切负荷试验装置,包括:被试验装置及负荷计算部分,其特征在于,还包括:模拟量开入开出及转换部分、切负荷执行及命令转换部分;所述模拟量开入开出及转换部分与被试验装置及负荷计算部分、切负荷执行及命令转换部分依次相连接;所述模拟量开入开出及转换部分包括:总命令执行机单元、模拟量总交换机单元、多个模拟量开入开出单元、与所述模拟量开入开出单元的数目相对应的多个合并器单元、SMV网络交换机单元;所述总命令执行机单元与所述模拟量总交换机单元相连接,所述模拟量总交换机单元还与各模拟量开入开出单元分别相连接,每个模拟量开入开出单元与对应的合并器单元相连接,各合并器单元均与所述SMV网络交换机单元相连接,所述SMV网络交换机单元还与所述被试验装置相连接;所述切负荷执行及命令转换部分包括:GOOSE网络交换机单元、与所述合并器单元的数目相对应的多个智能汇总单元、与所述智能汇总单元的数目相对应的多个负荷断路器单元;所述被试验装置与所述GOOSE网络交换机单元相连接,所述GOOSE网络交换机单元还与各智能汇总单元分别相连接;每个智能汇总单元与对应的负荷断路器单元相连接;所述总命令执行机单元用于对所述模拟量总交换机单元发送控制指令,以及从所述模拟量总交换机单元接收反馈数据;所述控制指令包括:用于控制所述被试验装置的模拟量大小和用于控制所述被试验装置的时间指令;所述模拟量总交换机单元用于接收所述总命令执行机单元输出的控制指令,进行通道配置后将所述控制指令分发到各个模拟量开入开出单元;以及接收各个模拟量开入开出单元的反馈数据,将所述反馈数据汇总传输至所述总命令执行机单元;所述各模拟量开入开出单元用于接收所述模拟量总交换机单元分发的控制指令,进行数据转换后将所述控制指令模拟量传输至各合并器单元;所述各合并器单元用于将控制指令模拟量转换为光信号,然后传输至所述SMV网络交换机单元汇总;所述SMV网络交换机单元用于采用SMV网络交换技术来进行信号汇总交换,以及接收对应的被试验装置的反馈数据;所述GOOSE网络交换机单元用于将被试验装置切除负荷容量执行命令进行汇总,并按照预设的地址将切除负荷容量执行命令分配到各个智能汇总单元;所述各智能汇总单元用于接收到切除负荷容量执行命令后进行数据交换,将接收到的切除负荷容量执行命令转换为电信号;所述各负荷断路器单元用于接收到切除负荷容量执行命令后执行切负荷,直到P1﹥P2时被试验装置切除负荷容量程序才结束;所述P1为供电线路负荷,所述P2为用电线路负荷。
2.根据权利要求1所述的智能变电站电源备自投切负荷试验装置,其特征在于,所述总命令执行机单元发送的控制指令中还包括与各个所述被试验装置对应的设备号及地址;所述模拟量总交换机单元读取所述控制指令中的设备号及地址,并根据所述设备号及地址将所述控制指令分发到各所述模拟量开入开出单元。
3.根据权利要求1所述的智能变电站电源备自投切负荷试验装置,其特征在于,所述GOOSE网络交换机单元采用GOOSE网络交换技术将切除负荷容量执行命令进行汇总。
4.根据权利要求3所述的智能变电站电源备自投切负荷试验装置,其特征在于,所述汇总后的信号按照IEC61850协议传输;以及所述切除负荷容量执行命令按照IEC61850协议进行传输。
5.根据权利要求1或2所述的智能变电站电源备自投切负荷试验装置,其特征在于,所述被试验装置及负荷计算部分包括:被测装置动作逻辑模块、负荷计算模块。
6.根据权利要求1或2所述的智能变电站电源备自投切负荷试验装置,其特征在于,所述各合并器单元与所述SMV网络交换机单元之间通过光纤相连接;和/或所述SMV网络交换机单元与所述被试验装置之间通过光纤相连接。
7.根据权利要求1或2所述的智能变电站电源备自投切负荷试验装置,其特征在于,所述GOOSE网络交换机单元与所述被试验装置之间通过光纤相连接;和/或所述各智能汇总单元与所述GOOSE网络交换机单元之间通过光纤相连接。8.根据权利要求1或2所述的智能变电站电源备自投切负荷试验装置,其特征在于,所述各智能汇总单元与各负荷断路器单元之间通过电缆或专用外层绝缘导线相连接 。
智能变电站继电保护调试分析
继电保护调试作为检验继电保护系统各项功能是否正确动作的重要举措,该环节的实施质量直接关系着变电站的安全、稳定运行。而随着智能变电站的广泛建设,这给变电站继电保护调试带来了新的挑战,智能变电站继电保护调试必然区别于常规变电站继电保护调试,因此,有必要针对智能变电站实际情况,总结、归纳出系统性的智能变电站继电保护调试方法,以保证智能变电站继电保护系统各项功能的正常发挥。
智能变电站调试技术分析
智能变电站设备的调试是保证设备的正常运行和电力网络稳定的前期条件。本文论述了智能变电站调试流程、调试方法和工具,并简述智能变电站调试中的难点。
装置采用交流不间断采样方式采集到信号后实时进行傅立叶法计算,能精确判断电源状态,并实施延时切换电源。备自投具有在线运行状态监视功能,可观察各输入电气量、开关量、定值等信息,其有可靠的软硬件看门狗功能和事件记录功能。产品在不同的电压等级如110kV、10kV、0.4kV系统的供配电回路中使用时需要设定不同的电气参数,在订货时必须注明。在选择备自投功能时则一定不可以投入低电压保护,以免冲突引起拒动或误动。 由于在现代电力系统中广泛使用了微机线路备自投保护装置,使得不间断供电的需求有了更加可靠的保证,在电力自动化的进程中发挥了不小的作用。
尽管不同厂家不同品牌的微机线路备自投保护装置的型号和外形不同,但其功能及原理大体相同。在此需要强调的是使用者在二次控制原理图的设计过程中务必对照相应的使用说明书,按照说明书中端子的功能接线。备自投的条件:首先应该有备用电源或备用设备。其次,当工作母线电压下降时,由备自投跳开工作电源的断路器后才能投入备用电源或设备;另外一种情况是工作电源部分系统故障,保护动作跳开工作电源的断路器后才投入备用电源或设备。第三个条件是备用电源的母线电压满足要求。电压互感器应该安装在母线处。如果是双母线,都应该安装。在有的地方为了实现重合闸,在线路侧也安装电压互感器。
CW308数字式备用电源自投装置是江苏城网电气有限公司为适应我国工业电气自动化发展的需要,积累多年电力自动化运行经验,吸收国外先进技术,向广大用户推出的高性能数字式备用电源自投装置。
备用电源自投功能:
l 进线Ⅰ、Ⅱ互为备投
l 分段开关备投
l PT断线告警
测控功能:
l 11路遥信开入采集、、事故遥信
l 2路中央信号输出
通讯功能:
高速RS485现场总线,标准MODBUS规约,通讯速率最高可达19.2kbps ;