專利名稱：用于多級串聯(lián)供電網(wǎng)的備用電源自投方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)供電網(wǎng)的備用電源自投方法，特別是一種適用于軌道交通等多級串聯(lián)供電網(wǎng)的備用電源自投實(shí)現(xiàn)方法，屬于供電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
軌道交通供電系統(tǒng)中對供電安全性有著極高的要求，所以當(dāng)變電所主供電電源因故障而失去時，必須要求備用電源快速可靠的投入。由于軌道交通供電網(wǎng)一般采用多級串聯(lián)的供電網(wǎng)絡(luò)方式，上級電源的故障可能會導(dǎo)致下級多級變電所同時失電，按照常規(guī)配置的備用電源自投裝置一般是按照時間配合的方式來解決多個下級變電所的母聯(lián)備自投裝置同時動作的可能性，而且存在經(jīng)過多級極差的配合，最后一級變電所的母聯(lián)備自投動作時間可能會很長，這對解決供電安全和可靠性十分不利。而且常規(guī)配置的備自投，其動作邏輯一般都由單一的備投裝置控制，容易因?yàn)镻T斷線等原因誤動，可靠性不高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種新的備自投解決方案，解決原有的多級串聯(lián)供電網(wǎng)因發(fā)生電源故障而導(dǎo)致的備自投相對無序動作問題，并減少備自投的動作時間同時提高其可靠性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
一種用于多級串聯(lián)供電網(wǎng)的備用電源自投方法，供電網(wǎng)為環(huán)網(wǎng)供電，正常供電方式為兩條外電源進(jìn)線各帶若干個變電所的左右母線，其特征在于，包括以下步驟
1)環(huán)網(wǎng)線路發(fā)生故障
當(dāng)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中某一環(huán)網(wǎng)線路發(fā)生故障時，故障線路處的線路光纖差動保護(hù)檢測到自身的差動跳閘信號即明確了故障處于本線路，在故障線路的下級斷路器跳閘之后，快速發(fā)出啟動備自投信號給本故障線路下級變電所的母聯(lián)開關(guān)處的備自投裝置，使其可以開始啟動備自投動作邏輯。此處啟動備自投信號不是一個簡單的差動動作信號，而是以差動為主信號，輔以其他邏輯信號的組合(包含母線失壓、母線PT工作位置、母線PT熔絲未熔斷、過流保護(hù)未動作、環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)已跳開等)。備自投裝置接收到啟動信號后，同時判斷到相應(yīng)母線失壓、備用母線有壓同時無閉鎖信號發(fā)生，即可快速啟動本級備自投動作邏輯，合上母聯(lián)開關(guān)恢復(fù)供電，整個失電過程可減少到200ms以內(nèi)。而該變電所的下級非開關(guān)所的母聯(lián)開關(guān)處的備自投由于無法檢測到啟動信號，不會動作，這樣既保證了以最短時間恢復(fù)系統(tǒng)供電，又保證了備投動作的選擇性，且無需改變其他非開閉所的運(yùn)行方式；
2)母線發(fā)生故障
當(dāng)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中某一變電所的母線發(fā)生故障時，故障母線所在變電所的外電源進(jìn)線開關(guān)動作切除故障，同時聯(lián)跳環(huán)網(wǎng)出線開關(guān)，為了保證快速恢復(fù)供電，環(huán)網(wǎng)出線開關(guān)處的差動保護(hù)向下一級非開閉所的環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)處的差動保護(hù)裝置發(fā)聯(lián)跳信號(聯(lián)跳信號通過光纖傳輸，傳輸報文采用采用HDLC協(xié)議(面向比特的同步協(xié)議)，由多個字節(jié)組成并經(jīng)嚴(yán)格校驗(yàn))，差動保護(hù)裝置接收到聯(lián)跳信號之后，即明確了故障處于上級變電所，可快速發(fā)出啟動備自投信號。該啟動信號的產(chǎn)生以聯(lián)跳信號為主信號，輔以其他邏輯信號的組合(包含母線失壓、母線PT工作位置、母線PT熔絲未熔斷、過流保護(hù)未動作、環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)已跳開等)， 從而大大提高誤啟動的可能性。此備自投裝置檢測到啟動備自投信號之后，同時判斷到相應(yīng)母線失壓，備用母線有壓且同時并沒有閉鎖信號，即可快速啟動備自投動作邏輯，即合上母聯(lián)開關(guān)恢復(fù)供電，整個失電過程可減少到200ms以內(nèi)。下一級變電所的母聯(lián)開關(guān)處的備自投由于沒有接收到由聯(lián)跳信號為主產(chǎn)生的啟動備投信號，所以不會動作，這樣既保證了以最短時間恢復(fù)系統(tǒng)供電，又保證了備投動作的選擇性，無需改變其他非開閉所的運(yùn)行方式；
3)外電源進(jìn)線失壓
外電源進(jìn)線或上級電源發(fā)生故障而導(dǎo)致母線失壓時，開閉所的進(jìn)線開關(guān)處的保護(hù)裝置檢測到進(jìn)線電壓和母線電壓同時失壓，且無保護(hù)動作信號，則判斷是外電源進(jìn)線故障而導(dǎo)致的失壓，經(jīng)過邏輯判斷后發(fā)出啟動備自投信號。開閉所母聯(lián)開關(guān)的備自投裝置檢測到啟動備自投信號之后，再次判斷到相應(yīng)母線失壓、備用母線有壓同時無閉鎖信號發(fā)生，則啟動備自投動作邏輯，首先跳開外電源進(jìn)線開關(guān)，確認(rèn)外電源進(jìn)線開關(guān)分站之后再合上母聯(lián)開關(guān)恢復(fù)供電。由于下級非開閉所母聯(lián)備投沒有收到差動或?qū)?cè)聯(lián)跳動作等啟動備自投信號，備自投不會動作，從而減少了多極串聯(lián)供電網(wǎng)中備投時間配合的復(fù)雜性。本發(fā)明所達(dá)到的有益效果
本發(fā)明使得整個供電網(wǎng)的繼電保護(hù)和備自投之間建立有機(jī)聯(lián)系，能快速隔離故障區(qū)域并選擇最佳的備自投策略，在發(fā)生故障的第一時刻通過遠(yuǎn)傳信息快速啟動遠(yuǎn)方的備自投邏輯，從而增加可靠性，減少停電時間；且保證了在各種故障情況下，只需改變靠近故障點(diǎn)變電所的運(yùn)行方式就可以恢復(fù)供電，無需改變其他非開閉所的運(yùn)行方式，解決了傳統(tǒng)備自投功能在多級串聯(lián)供電網(wǎng)應(yīng)用中缺乏選擇性的問題。
圖1供電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)主接線結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體軌道供電網(wǎng)系統(tǒng)闡述這種新型環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)的備自投實(shí)現(xiàn)方法。軌道供電網(wǎng)環(huán)網(wǎng)主接線結(jié)構(gòu)如圖1所示，正常供電方式為兩條外電源進(jìn)線各帶幾個變電所的左右母線，即分裂運(yùn)行，下面分別按照幾種故障情況分析新型的備自投方案
(1)、環(huán)網(wǎng)線路故障
當(dāng)Kl故障時，環(huán)網(wǎng)線路光纖差動保護(hù)動作，跳DL2和DL6開關(guān)，導(dǎo)致母3及母5失電。 傳統(tǒng)備投此時會經(jīng)過一段延時等待之后同時啟動DLlO和DL16的備投，改變所有下級環(huán)網(wǎng)非開閉所的運(yùn)行方式。新型備自投方案中，DL2和DL6處的線路光纖差動保護(hù)檢測到自身的差動跳閘信號即明確了故障處于本線路，在故障切除之后即DL6跳閘之后，快速發(fā)出啟動備自投信號給DLlO處的備自投裝置，告訴其可以開始啟動備自投動作邏輯。備自投裝置接收到啟動信號之后，同時判斷到母線3失壓，即可快速啟動備自投合DLlO開關(guān)恢復(fù)供電，整個失電過程可減少到200ms以內(nèi)。而DL16處的備自投由于無法檢測到啟動信號，不會動作。這樣既保證了以最短時間恢復(fù)系統(tǒng)供電，又保證了備投動作的選擇性，無需改變其他非開閉所的運(yùn)行方式。其余環(huán)網(wǎng)線路發(fā)生故障時同此原理。(2)、母線故障
當(dāng)K2故障時，DLl跳閘切除故障，為防止反向送電至故障點(diǎn)，DLl保護(hù)會聯(lián)跳DL2開關(guān)， 導(dǎo)致母3及母5失電。傳統(tǒng)備投此時會同時啟動DLlO和DL16的備投，改變所有下級環(huán)網(wǎng)非開閉所的運(yùn)行方式。新型備自投方案中，DL2開關(guān)被聯(lián)跳后，為了保證快速恢復(fù)供電，DL2處的差動保護(hù)向DL6處的差動保護(hù)發(fā)聯(lián)跳信號，DL6處的差動保護(hù)接收到聯(lián)跳信號之后，明確了故障處于上級變電所，跳開開關(guān)DL6之后，發(fā)啟動備投信號給母聯(lián)DLlO開關(guān)處的備自投， 備自投檢測到啟動備自投信號之后，同時判斷到母線3失壓，即可快速啟動備自投合DLlO 開關(guān)恢復(fù)供電，整個失電過程可減少到200ms以內(nèi)。DL16處的備自投由于沒有聯(lián)跳信號啟動備自投所以不會動作。這樣既保證了以最短時間恢復(fù)系統(tǒng)供電，又保證了備投動作的選擇性，無需改變其他非開閉所的運(yùn)行方式。其余母線發(fā)生故障時同此原理。(3)、外電源進(jìn)線失壓
外電源進(jìn)線1或上級電源發(fā)生故障而導(dǎo)致母線失壓時，傳統(tǒng)備投系統(tǒng)需要通過動作時限的配合來保證除開閉所以外的其他非開閉所備投不動作，時限配合較復(fù)雜。在這種新型備投系統(tǒng)中，開閉所的進(jìn)線開關(guān)DLl處的保護(hù)裝置檢測到進(jìn)線電壓Ux和母1電壓同時失壓，且無保護(hù)動作信號，則判斷是外電源進(jìn)線1故障而導(dǎo)致的失壓，經(jīng)過邏輯判斷后發(fā)出啟動備自投信號。開閉所母聯(lián)開關(guān)DL5的備自投裝置檢測到啟動備自投信號之后，再次判斷到母1失壓、母2有壓同時無閉鎖信號發(fā)生，則啟動備自投動作邏輯，首先跳開進(jìn)線開關(guān) DLl，確認(rèn)DLl分開之后再合上母聯(lián)開關(guān)DL5恢復(fù)供電。由于下級非開閉所母聯(lián)備投沒有收到差動或?qū)?cè)聯(lián)跳動作等啟動備自投信號，備自投不會動作，減少了多極環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中備投時間配合的復(fù)雜性。以上已以較佳實(shí)施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于多級串聯(lián)供電網(wǎng)的備用電源自投方法，供電網(wǎng)為環(huán)網(wǎng)供電，正常供電方式為兩條外電源進(jìn)線各帶若干個變電所的左右母線，其特征在于，包括以下步驟1)環(huán)網(wǎng)線路發(fā)生故障當(dāng)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中某一環(huán)網(wǎng)線路發(fā)生故障時，故障線路處的線路光纖差動保護(hù)檢測到自身的差動跳閘信號即明確了故障處于本線路，在故障線路的下級斷路器跳閘之后，快速發(fā)出啟動備自投信號給相鄰的母聯(lián)開關(guān)處的備自投裝置，此備自投裝置接收到啟動信號后，再次判斷到相應(yīng)母線失壓、備用母線有壓且同時并沒有閉鎖信號，則快速啟動本級備自投，合上母聯(lián)開關(guān)恢復(fù)供電，而再往下一級非開關(guān)所的母聯(lián)備自投由于無法檢測到啟動信號，備自投不會動作；2)母線發(fā)生故障當(dāng)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)中某一變電所的母線發(fā)生故障時，故障母線所在變電所的環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)動作切除故障，同時聯(lián)跳環(huán)網(wǎng)出線開關(guān)，環(huán)網(wǎng)出線開關(guān)的差動保護(hù)裝置隨即向本環(huán)網(wǎng)線路下一級的斷路器處的差動保護(hù)裝置發(fā)聯(lián)跳信號，差動保護(hù)裝置接收到聯(lián)跳信號之后， 即明確了故障處于上級變電所，在跳開本斷路器開關(guān)后，發(fā)啟動備投信號給本變電所的母聯(lián)備自投裝置，此備自投檢測到啟動備自投信號之后，再次判斷到相應(yīng)母線失壓、備用母線有壓同時無閉鎖信號發(fā)生，則快速啟動備自投，合上母聯(lián)開關(guān)恢復(fù)供電，而再往下一級變電站的母聯(lián)備自投由于沒有聯(lián)跳信號觸發(fā)的啟動信號，備自投不會動作；3)外電源進(jìn)線失壓外電源進(jìn)線或上級電源發(fā)生故障而導(dǎo)致母線失壓時，開閉所的進(jìn)線保護(hù)裝置檢測到進(jìn)線電壓和母線電壓同時失壓，且無保護(hù)動作信號，則判斷是外電源進(jìn)線故障失壓，經(jīng)過邏輯判斷后發(fā)出啟動備自投信號，開閉所母聯(lián)備自投檢測到啟動備自投信號之后，再次判斷到相應(yīng)母線失壓、備用母線有壓同時無閉鎖信號發(fā)生，則啟動備自投，合上母聯(lián)開關(guān)恢復(fù)供電；由于非開閉所母聯(lián)備投沒有收到差動或?qū)?cè)聯(lián)跳動作的啟動備自投信號，備自投不會動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多級串聯(lián)供電網(wǎng)的備用電源自投方法，其特征在于在所述步驟1)中，環(huán)網(wǎng)線路發(fā)生故障時，啟動備自投信號以差動為主信號，并輔以其他邏輯信號，所述其他邏輯信號包括母線失壓、母線PT工作位置、母線PT熔絲未熔斷、過流保護(hù)未動作、環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)已跳開信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于多級串聯(lián)供電網(wǎng)的備用電源自投方法，其特征在于在所述步驟2)中，變電所母線發(fā)生故障時，電源側(cè)保護(hù)裝置主動聯(lián)跳環(huán)網(wǎng)出線開關(guān)，環(huán)網(wǎng)出線開關(guān)再聯(lián)跳對側(cè)環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)，聯(lián)跳信號通過光纖傳輸，傳輸報文采用HDLC協(xié)議，由多個字節(jié)組成并經(jīng)校驗(yàn)，接收到聯(lián)跳信號后產(chǎn)生的啟動備自投信號以聯(lián)跳信號為主信號，并輔以其他邏輯信號，其他邏輯信號包括母線失壓、母線PT工作位置、母線PT熔絲未熔斷、過流保護(hù)未動作、環(huán)網(wǎng)進(jìn)線開關(guān)已跳開信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于多級串聯(lián)供電網(wǎng)的備用電源自投方法，供電網(wǎng)為環(huán)網(wǎng)供電，主供電方式為兩條外電源進(jìn)線各帶若干個變電所的左右母線，在環(huán)網(wǎng)線路發(fā)生故障或母線發(fā)生故障時，相應(yīng)的保護(hù)裝置在切除故障的同時通過光纖傳輸向故障線路所在的下一級非開關(guān)所的保護(hù)裝置發(fā)出聯(lián)切信號，進(jìn)而再向非開關(guān)所的母聯(lián)備自投裝置發(fā)出啟動信號，備自投裝置在檢測到啟動信號的同時結(jié)合自身的電壓判據(jù)和遙信狀態(tài)判據(jù)等，來決定是否合備用電源。而故障線路所在的下一級非開關(guān)所的母聯(lián)開關(guān)處的備自投由于無法檢測到啟動信號，不動作。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)備自投功能在環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)應(yīng)用中缺乏選擇性的問題。
文檔編號H02H7/22GK102231564SQ20111019294
公開日2011年11月2日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者呂良君, 朱頌怡, 湯海寧, 王文進(jìn), 王漢林, 石秋生 申請人:南京中德保護(hù)控制系統(tǒng)有限公司