CN112803432B - 一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，属于电气工程自动控制技术领域。本发明实现“一键式”顺控启停，提高变电站的自动化水平，降低误操作的风险，减轻运行人员的工作量。本发明采用软件逻辑功能实现，控制方便、无硬件成本增加，保证了MCSR的安全可靠启停。

Description

一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法
技术领域
本发明涉及电气工程自动控制技术领域，具体涉及一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法。
背景技术
磁控式并联电抗器（Magnetically Controlled Shunt Reactor，以下简称为MCSR）是一种重要的无功补偿设备，是一项新的可用于超高压电网的无功补偿技术，通过调节MCSR控制绕组的直流电流，实现电抗器本体无功容量的连续调节。可以用于在电网中限制工频过电压、操作过电压、提高线路重合闸成功率等。
MCSR 主要应用于高压交流输电***。MCSR***内设备较多，在进行启停时，人工分步操作步骤繁琐，自动化水平低且容易发生误操作事故。一键启停控制作为提高自动化水平非常有效的方法，收到越来越多的关注。一键启停控制功能强大，可以提高启停操作的正确性、规范性，大幅减轻运行人员的工作强度。同时，一键启停还可以增强设备运行的安全性，缩短启停操作时间，从整体上提升变电站的自动化水平。
从减轻MCSR运维人员工作量、提供自动化水平、降低误操作事故发生的风险等方面，都对MCSR一键顺控启停提出了很高的要求。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的不足，提出一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，可以实现MCSR的一键式顺控启停，既能提高MCSR操作的自动化水平又可以降低误操作的风险，保障MCSR的安全运行。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，其特征是，磁控式并联电抗器包括电抗器本体、滤波器组、自励磁和外励磁；
电抗器本体的网侧绕组经网侧隔刀和网侧断路器接入高压侧线路；补偿侧绕组经补偿侧进线手车与补偿侧母线相连；滤波器组经滤波器断路器连接于补偿侧母线；自励磁一端经自励断路器连接于补偿侧母线取电，另一端整流后经自励隔刀接入电抗器本体的控制绕组；外励磁一端经外励断路器从外励磁电源取电，另一端整流后经外励隔刀接入电抗器本体的控制绕组；
一键顺控启动过程为：
响应于接收到的启动命令，根据高压侧线路电压是否不小于Un判断高压侧线路是否带电，
若高压侧线路电压小于Un，则判断高压侧线路不带电，并判断是否满足不带电启动条件，若满足则依次执行合自励隔刀、合自励断路器、合外励隔刀、合外励断路器、投入外励磁、合网侧隔刀、合网侧断路器、线路带电后投入自励磁和退出外励磁、投入滤波器组操作；
若高压侧线路电压不小于Un，则判断高压侧线路带电，并判断是否满足不带电启动条件，若满足则依次执行合自励隔刀、合自励断路器、合网侧隔刀、合网侧断路器、投入自励磁、投入滤波器组操作；
一键顺控退出过程为：
响应于接收到的退出命令，若电抗器不大于Qmin，则依次执行分网侧断路器、分网侧隔刀、退出自励磁、分自励断路器、分自励隔刀、分滤波器断路器操作。
进一步的，启动过程中需要判断MCSR***中各主部件都是完好的才能执行启动步骤，则MCSR不带电启动条件为：高压侧线路不带电、电抗器本体无故障、自励磁***无故障、外励磁***无故障、保护装置无故障、滤波器组无故障、网侧断路器、网侧隔刀、滤波器断路器、自励断路器、自励隔刀、外励断路器、外励隔刀无故障。
进一步的，MCSR带电启动条件为：高压侧线路已带电、电抗器本体无故障、自励磁***无故障、保护装置无故障、滤波器组无故障、网侧断路器、网侧隔刀、滤波器断路器、自励断路器、自励隔刀无故障。
进一步的，启动顺控过程中，某步骤失败时复位，复位是指将该步骤之前执行的操作全部返回，将MCSR***恢复到投运前的状态。
进一步的，Un为0.6倍额定值。
进一步的，Qmin为3%额定容量。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：实现“一键式”顺控启停，提高变电站的自动化水平，降低误操作的风险，减轻运行人员的工作量。本发明采用软件逻辑功能实现，控制方便、无硬件成本增加，保证了MCSR的安全可靠启停。
附图说明
图1是MCSR***示意图；
图2是MCSR一次接线图；
图3是MCSR顺控启动流程图；
图4是MCSR顺控停止流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如附图1所示，为磁控式并联电抗器MCSR***示意图。MCSR主要包含电抗器本体、励磁***、保护装置、滤波器组、网侧断路器和网侧隔刀（隔离刀闸）等。电抗器本体含网侧绕组（图中网侧A、B、C相绕组）、控制侧绕组和补偿侧绕组，网侧绕组连接于电网（图中高压侧线路），控制侧绕组接入励磁***输出的控制电流，实现电抗值可调，补偿侧绕组给自励磁变压器提供电源同时接入滤波器组。励磁***包含自励磁***和外励磁***，励磁***将交流电源经过整流后加到电抗器的控制绕组上，通过调节控制绕组的电流实现电抗器容量的联系调节；保护装置提供电抗器本体、滤波器组和励磁***的保护功能；滤波器组连接于补偿侧绕组，用于MCSR并网后减小网侧绕组中电流谐波。
如附图2所示，为MCSR一次接线图，电抗器本体的网侧绕组经网侧隔刀和网侧断路器接入高压侧线路；补偿侧绕组经补偿侧进线手车与补偿侧母线相连；滤波器组经滤波器断路器连接于补偿侧母线；自励磁（含自励磁变压器、自励磁整流桥）一端经自励断路器连接于补偿侧母线取电，另一端整流后经自励隔刀接入电抗器本体的控制绕组；外励磁（含外励磁变压器、外励磁整流桥）一端经外励断路器从外励磁电源取电，另一端整流后经外励隔刀接入电抗器本体的控制绕组。其中自励磁可以是1个也可以是多个。
MCSR投运前，网侧断路器、网侧隔刀、滤波器断路器、自励断路器、自励隔刀、外励断路器、外励隔刀均处于断开状态，自励磁整流桥、外励磁整流桥不工作。在MCSR启停过程中需要操作上述的断路器开关和刀闸，投退自励磁整流桥和外励磁整流桥。可见MCSR启停过程繁琐且顺序出错容易造成安全事故。
如附图3所示，为本发明实施例的磁控式并联电抗器一键顺控启动的步骤，启动时，由运行人员在监控***后台电脑上点击“启动投入”按钮，则监控***自动根据设定的逻辑步骤执行，实现MCSR的一键顺控投入。
详细启动顺控步骤为：
步骤1：监控***判断是否接收到运行人员手动发出的磁控高抗启动命令（点击“启动投入”按钮产生的命令），是则进入步骤2，否则继续处于等待状态；
步骤2：监控***根据高压侧线路电压是否不小于Un（默认0.6倍额定值，定值可调）判断高压侧线路是否带电，若高压侧线路电压小于Un，则判断高压侧线路不带电，进入步骤3，若高压侧线路电压不小于Un，则判断高压侧线路带电，进入步骤14；
步骤3：监控***判断是否满足不带电启动条件，若满足则进入步骤4，若不满足则报启动失败，退出启动流程；
启动过程中需要判断MCSR***中各主部件都是完好的才能执行启动步骤，则MCSR不带电启动条件为：高压侧线路不带电、电抗器本体无故障、自励磁***无故障、外励磁***无故障、保护装置无故障、滤波器组无故障、网侧断路器、网侧隔刀、滤波器断路器、自励断路器、自励隔刀、外励断路器、外励隔刀无故障；
步骤4：监控***合自励隔刀，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤5，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤5：监控***合自励断路器，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤6，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤6：监控***合外励隔刀，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤7，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤7：监控***合外励断路器，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤8，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤8：监控***发出投入外励磁信号给励磁***，并延时判断外励磁是否投入成功，若成功则继续步骤9，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤9：监控***合网侧隔刀，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤10，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤10：监控***合网侧断路器，并延时判断是否成功，若成功则发出允许“带电信号”信号，等待给高压侧线路送电，然后进入步骤11；若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤11：监控***根据高压侧线路电压大于等于Un判断线路带电后，监控***发出投入自励磁信号和退出外励磁信号；
步骤12：监控***按预先设计的电抗器目标值进行电抗器容量调节；
步骤13：监控***判断电抗器容量大于等于10%额定值Qn，延时发出合滤波器断路器信号投入滤波器组，进入步骤22；
步骤14：监控***判断是否满足带电启动条件，满足则进入步骤15，不满足则报启动失败，退出启动流程；
MCSR带电启动条件为：高压侧线路已带电、电抗器本体无故障、自励磁***无故障、保护装置无故障、滤波器组无故障、网侧断路器、网侧隔刀、滤波器断路器、自励断路器、自励隔刀无故障；
步骤15：监控***合自励隔刀，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤16，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤16：监控***合自励断路器，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤17，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤17：监控***合网侧隔刀，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤18，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤18：监控***合网侧断路器，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤19，若失败则复位，并报启动失败，退出启动流程；
步骤19：电抗器并网后，监控***延时5秒发出投入自励磁信号给励磁***，由励磁***投入自励磁整流桥；
步骤20：监控***按预先设计的目标进行电抗器容量调节；
步骤21：监控***测量电抗器容量大于10%额定值，延时发出滤波器断路器合闸指令，投入滤波器组，进入步骤22；
步骤22：启动流程结束。
进一步的，启动顺控过程中，某步骤失败时复位，复位是指将该步骤之前执行的操作全部返回，将MCSR***恢复到投运前的状态。
如附图4所示，本发明实施例的磁控式并联电抗器一键顺控停止方法，由运行人员在监控后台电脑上点击“停止退出”按钮，则监控后台自动根据设定的逻辑步骤执行，实现MCSR的一键顺控退出。
详细退出顺控步骤为：
步骤1：监控***判断是否接收到运行人员发出的磁控高抗退出命令（点击“停止退出”按钮产生的命令），是则进入步骤2，否则继续处于等待状态；
步骤2：监控***判断电抗器无功是否大于Qmin（默认3%额定容量，定值可调，最大不超过额定容量的10%；），若是则进入步骤3，若否则进入步骤4；
步骤3：监控***降低电抗器无功至Qmin，返回步骤2；
步骤4：监控***分网侧断路器，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤5，若失败则进入步骤10，并发出流程告警，报顺控停止失败；
步骤5：监控***分网侧隔刀，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤6，若失败则进入步骤10，并发出流程告警，报顺控停止失败；
步骤6：监控***发出停止自励磁信号给励磁***，励磁***收到信号后退出自励磁整流桥，进入步骤7；
步骤7：监控***分自励断路器，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤8，若失败发出流程告警，继续步骤8；
步骤8：监控***分自励隔刀，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤9，若失败发出流程告警，继续步骤9；
步骤9：监控***分滤波器断路器，并延时判断是否成功，若成功则继续步骤10，若失败发出流程告警，继续步骤10；
步骤10：停止流程结束。
本发明的磁控式并联电抗器一键顺控启停控制方法目的是将磁控高抗启停的步骤通过合理有效的控制流程（上述的启停顺控步骤）实现“一键式”自动启停，提高变电站自动化水平，减轻运行人员工作量同时降低误操作的风险。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，其特征是，磁控式并联电抗器包括电抗器本体、滤波器组、自励磁和外励磁；
电抗器本体的网侧绕组经网侧隔刀和网侧断路器接入高压侧线路；补偿侧绕组经补偿侧进线手车与补偿侧母线相连；滤波器组经滤波器断路器连接于补偿侧母线；自励磁一端经自励断路器连接于补偿侧母线取电，另一端整流后经自励隔刀接入电抗器本体的控制绕组；外励磁一端经外励断路器从外励磁电源取电，另一端整流后经外励隔刀接入电抗器本体的控制绕组；
一键顺控启动过程为：
响应于接收到的启动命令，根据高压侧线路电压是否不小于Un判断高压侧线路是否带电，
若高压侧线路电压小于Un，则判断高压侧线路不带电，并判断是否满足不带电启动条件，若满足则依次执行合自励隔刀、合自励断路器、合外励隔刀、合外励断路器、投入外励磁、合网侧隔刀、合网侧断路器、线路带电后投入自励磁和退出外励磁、投入滤波器组操作；
若高压侧线路电压不小于Un，则判断高压侧线路带电，并判断是否满足不带电启动条件，若满足则依次执行合自励隔刀、合自励断路器、合网侧隔刀、合网侧断路器、投入自励磁、投入滤波器组操作；
一键顺控退出过程为：
响应于接收到的退出命令，若电抗器不大于Qmin，则依次执行分网侧断路器、分网侧隔刀、退出自励磁、分自励断路器、分自励隔刀、分滤波器断路器操作。
2.根据权利要求1所述的一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，其特征是，不带电启动条件为：高压侧线路不带电、电抗器本体无故障、自励磁***无故障、外励磁***无故障、保护装置无故障、滤波器组无故障、网侧断路器、网侧隔刀、滤波器断路器、自励断路器、自励隔刀、外励断路器、外励隔刀无故障。
3.根据权利要求1所述的一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，其特征是，带电启动条件为：高压侧线路已带电、电抗器本体无故障、自励磁***无故障、保护装置无故障、滤波器组无故障、网侧断路器、网侧隔刀、滤波器断路器、自励断路器、自励隔刀无故障。
4.根据权利要求1所述的一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，其特征是，一键顺控启动过程中，若执行的操作失败时则复位，复位是指将该步骤之前执行的操作全部返回，将MCSR***恢复到投运前的状态。
5.根据权利要求1所述的一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，其特征是，Un为0.6倍额定值。
6.根据权利要求1所述的一种磁控式并联电抗器一键顺控启停方法，其特征是，Qmin为3%额定容量。
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