CN102231564A - 用于多级串联供电网的备用电源自投方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于多级串联供电网的备用电源自投方法，供电网为环网供电，主供电方式为两条外电源进线各带若干个变电所的左右母线，在环网线路发生故障或母线发生故障时，相应的保护装置在切除故障的同时通过光纤传输向故障线路所在的下一级非开关所的保护装置发出联切信号，进而再向非开关所的母联备自投装置发出启动信号，备自投装置在检测到启动信号的同时结合自身的电压判据和遥信状态判据等，来决定是否合备用电源。而故障线路所在的下一级非开关所的母联开关处的备自投由于无法检测到启动信号，不动作。本发明解决了传统备自投功能在环网供电***应用中缺乏选择性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力***供电网的备用电源自投方法，特别是一种适用于轨道交通等多级串联供电网的备用电源自投实现方法，属于供电***技术领域。
背景技术
轨道交通供电***中对供电安全性有着极高的要求，所以当变电所主供电电源因故障而失去时，必须要求备用电源快速可靠的投入。由于轨道交通供电网一般采用多级串联的供电网络方式，上级电源的故障可能会导致下级多级变电所同时失电，按照常规配置的备用电源自投装置一般是按照时间配合的方式来解决多个下级变电所的母联备自投装置同时动作的可能性，而且存在经过多级极差的配合，最后一级变电所的母联备自投动作时间可能会很长，这对解决供电安全和可靠性十分不利。而且常规配置的备自投，其动作逻辑一般都由单一的备投装置控制，容易因为PT断线等原因误动，可靠性不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种新的备自投解决方案，解决原有的多级串联供电网因发生电源故障而导致的备自投相对无序动作问题，并减少备自投的动作时间同时提高其可靠性。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种用于多级串联供电网的备用电源自投方法，供电网为环网供电，正常供电方式为两条外电源进线各带若干个变电所的左右母线，其特征在于，包括以下步骤：
1)环网线路发生故障：
当环网供电***中某一环网线路发生故障时,故障线路处的线路光纤差动保护检测到自身的差动跳闸信号即明确了故障处于本线路，在故障线路的下级断路器跳闸之后，快速发出启动备自投信号给本故障线路下级变电所的母联开关处的备自投装置,使其可以开始启动备自投动作逻辑。此处启动备自投信号不是一个简单的差动动作信号，而是以差动为主信号，辅以其他逻辑信号的组合（包含母线失压、母线PT工作位置、母线PT熔丝未熔断、过流保护未动作、环网进线开关已跳开等）。备自投装置接收到启动信号后，同时判断到相应母线失压、备用母线有压同时无闭锁信号发生，即可快速启动本级备自投动作逻辑，合上母联开关恢复供电，整个失电过程可减少到200ms以内。而该变电所的下级非开关所的母联开关处的备自投由于无法检测到启动信号，不会动作，这样既保证了以最短时间恢复***供电，又保证了备投动作的选择性，且无需改变其他非开闭所的运行方式；
2)母线发生故障:
当环网供电***中某一变电所的母线发生故障时, 故障母线所在变电所的外电源进线开关动作切除故障，同时联跳环网出线开关，为了保证快速恢复供电，环网出线开关处的差动保护向下一级非开闭所的环网进线开关处的差动保护装置发联跳信号（联跳信号通过光纤传输，传输报文采用采用HDLC协议（面向比特的同步协议），由多个字节组成并经严格校验），差动保护装置接收到联跳信号之后，即明确了故障处于上级变电所，可快速发出启动备自投信号。该启动信号的产生以联跳信号为主信号，辅以其他逻辑信号的组合（包含母线失压、母线PT工作位置、母线PT熔丝未熔断、过流保护未动作、环网进线开关已跳开等），从而大大提高误启动的可能性。此备自投装置检测到启动备自投信号之后，同时判断到相应母线失压，备用母线有压且同时并没有闭锁信号，即可快速启动备自投动作逻辑，即合上母联开关恢复供电，整个失电过程可减少到200ms以内。下一级变电所的母联开关处的备自投由于没有接收到由联跳信号为主产生的启动备投信号，所以不会动作,这样既保证了以最短时间恢复***供电，又保证了备投动作的选择性，无需改变其他非开闭所的运行方式；
3)外电源进线失压:
外电源进线或上级电源发生故障而导致母线失压时，开闭所的进线开关处的保护装置检测到进线电压和母线电压同时失压，且无保护动作信号，则判断是外电源进线故障而导致的失压，经过逻辑判断后发出启动备自投信号。开闭所母联开关的备自投装置检测到启动备自投信号之后，再次判断到相应母线失压、备用母线有压同时无闭锁信号发生，则启动备自投动作逻辑，首先跳开外电源进线开关，确认外电源进线开关分站之后再合上母联开关恢复供电。由于下级非开闭所母联备投没有收到差动或对侧联跳动作等启动备自投信号，备自投不会动作,从而减少了多极串联供电网中备投时间配合的复杂性。
本发明所达到的有益效果:
本发明使得整个供电网的继电保护和备自投之间建立有机联系，能快速隔离故障区域并选择最佳的备自投策略，在发生故障的第一时刻通过远传信息快速启动远方的备自投逻辑，从而增加可靠性，减少停电时间；且保证了在各种故障情况下，只需改变靠近故障点变电所的运行方式就可以恢复供电，无需改变其他非开闭所的运行方式，解决了传统备自投功能在多级串联供电网应用中缺乏选择性的问题。
附图说明
图1供电网环网主接线结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体轨道供电网***阐述这种新型环网供电***的备自投实现方法。轨道供电网环网主接线结构如图1所示，正常供电方式为两条外电源进线各带几个变电所的左右母线，即***运行，下面分别按照几种故障情况分析新型的备自投方案：
（1）、环网线路故障
当K1故障时，环网线路光纤差动保护动作，跳DL2和DL6开关，导致母3及母5失电。传统备投此时会经过一段延时等待之后同时启动DL10和DL16的备投，改变所有下级环网非开闭所的运行方式。新型备自投方案中，DL2和DL6处的线路光纤差动保护检测到自身的差动跳闸信号即明确了故障处于本线路，在故障切除之后即DL6跳闸之后，快速发出启动备自投信号给DL10处的备自投装置，告诉其可以开始启动备自投动作逻辑。备自投装置接收到启动信号之后，同时判断到母线3失压，即可快速启动备自投合DL10开关恢复供电，整个失电过程可减少到200ms以内。而DL16处的备自投由于无法检测到启动信号，不会动作。这样既保证了以最短时间恢复***供电，又保证了备投动作的选择性，无需改变其他非开闭所的运行方式。其余环网线路发生故障时同此原理。
（2）、母线故障
当K2故障时，DL1跳闸切除故障，为防止反向送电至故障点，DL1保护会联跳DL2开关，导致母3及母5失电。传统备投此时会同时启动DL10和DL16的备投，改变所有下级环网非开闭所的运行方式。新型备自投方案中，DL2开关被联跳后，为了保证快速恢复供电，DL2处的差动保护向DL6处的差动保护发联跳信号，DL6处的差动保护接收到联跳信号之后，明确了故障处于上级变电所，跳开开关DL6之后，发启动备投信号给母联DL10开关处的备自投，备自投检测到启动备自投信号之后，同时判断到母线3失压，即可快速启动备自投合DL10开关恢复供电，整个失电过程可减少到200ms以内。DL16处的备自投由于没有联跳信号启动备自投所以不会动作。这样既保证了以最短时间恢复***供电，又保证了备投动作的选择性，无需改变其他非开闭所的运行方式。其余母线发生故障时同此原理。
（3）、外电源进线失压
外电源进线1或上级电源发生故障而导致母线失压时，传统备投***需要通过动作时限的配合来保证除开闭所以外的其他非开闭所备投不动作，时限配合较复杂。在这种新型备投***中，开闭所的进线开关DL1处的保护装置检测到进线电压Ux和母1电压同时失压，且无保护动作信号，则判断是外电源进线1故障而导致的失压，经过逻辑判断后发出启动备自投信号。开闭所母联开关DL5的备自投装置检测到启动备自投信号之后，再次判断到母1失压、母2有压同时无闭锁信号发生，则启动备自投动作逻辑，首先跳开进线开关DL1，确认DL1分开之后再合上母联开关DL5恢复供电。由于下级非开闭所母联备投没有收到差动或对侧联跳动作等启动备自投信号，备自投不会动作，减少了多极环网供电***中备投时间配合的复杂性。
以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种用于多级串联供电网的备用电源自投方法，供电网为环网供电，正常供电方式为两条外电源进线各带若干个变电所的左右母线，其特征在于，包括以下步骤：
1)环网线路发生故障：
当环网供电***中某一环网线路发生故障时,故障线路处的线路光纤差动保护检测到自身的差动跳闸信号即明确了故障处于本线路，在故障线路的下级断路器跳闸之后，快速发出启动备自投信号给相邻的母联开关处的备自投装置,此备自投装置接收到启动信号后，再次判断到相应母线失压、备用母线有压且同时并没有闭锁信号，则快速启动本级备自投，合上母联开关恢复供电，而再往下一级非开关所的母联备自投由于无法检测到启动信号，备自投不会动作；
2)母线发生故障:
当环网供电***中某一变电所的母线发生故障时,故障母线所在变电所的环网进线开关动作切除故障，同时联跳环网出线开关，环网出线开关的差动保护装置随即向本环网线路下一级的断路器处的差动保护装置发联跳信号，差动保护装置接收到联跳信号之后，即明确了故障处于上级变电所，在跳开本断路器开关后，发启动备投信号给本变电所的母联备自投装置，此备自投检测到启动备自投信号之后，再次判断到相应母线失压、备用母线有压同时无闭锁信号发生，则快速启动备自投，合上母联开关恢复供电，而再往下一级变电站的母联备自投由于没有联跳信号触发的启动信号，备自投不会动作；
3)外电源进线失压:
外电源进线或上级电源发生故障而导致母线失压时，开闭所的进线保护装置检测到进线电压和母线电压同时失压，且无保护动作信号，则判断是外电源进线故障失压，经过逻辑判断后发出启动备自投信号，开闭所母联备自投检测到启动备自投信号之后，再次判断到相应母线失压、备用母线有压同时无闭锁信号发生，则启动备自投，合上母联开关恢复供电；由于非开闭所母联备投没有收到差动或对侧联跳动作的启动备自投信号，备自投不会动作。
2.根据权利要求1所述的用于多级串联供电网的备用电源自投方法，其特征在于：在所述步骤1）中，环网线路发生故障时，启动备自投信号以差动为主信号，并辅以其他逻辑信号，所述其他逻辑信号包括母线失压、母线PT工作位置、母线PT熔丝未熔断、过流保护未动作、环网进线开关已跳开信号。
3.根据权利要求1所述的用于多级串联供电网的备用电源自投方法，其特征在于：在所述步骤2）中，变电所母线发生故障时，电源侧保护装置主动联跳环网出线开关，环网出线开关再联跳对侧环网进线开关，联跳信号通过光纤传输，传输报文采用HDLC协议，由多个字节组成并经校验，接收到联跳信号后产生的启动备自投信号以联跳信号为主信号，并辅以其他逻辑信号，其他逻辑信号包括母线失压、母线PT工作位置、母线PT熔丝未熔断、过流保护未动作、环网进线开关已跳开信号。
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