論文：變電所備自投裝置的選擇1

1、變電所備自投裝置的選擇摘要分析了三種備自投裝置各自的功能、特點(diǎn)，對(duì)變電所400V的固定電氣聯(lián)結(jié)方式和備投方式，選出了最適合的備自投裝置。關(guān)鍵詞：備自投裝置、變電所、固定電氣聯(lián)結(jié)、選擇、自投方式、 目 錄緒論11變電所400V系統(tǒng)運(yùn)行方式11.1系統(tǒng)接線圖11.2動(dòng)作邏輯11.2.1備用變熱備用21.2.2 備用變冷備用22 CSB-21A型備自投裝置的基本原理22.1裝置簡(jiǎn)介22.2裝置原理33 WBT-851型備自投裝置的基本原理43.1裝置簡(jiǎn)介43.2裝置原理43.2.1 方式143.2.2 方式253.2.3 方式363.2.4 方式464 WBT-820型備自投裝置的基本原理74.1裝

2、置簡(jiǎn)介74.2裝置原理74.3 自投方式8對(duì)比和分析9結(jié)論10參考文獻(xiàn) 11 致謝. 12緒論由于微機(jī)保護(hù)迅速發(fā)展，備自投裝置也由最早的繼電器發(fā)展為微機(jī)型備自投裝置。對(duì)于近幾年建成的330kV等級(jí)的變電所來(lái)說(shuō)，400V的電氣聯(lián)結(jié)基本為固定方式，針對(duì)這種方式來(lái)研究國(guó)內(nèi)幾種微機(jī)型備自投裝置的選擇。1變電所400V系統(tǒng)運(yùn)行方式 為了變電所能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一般設(shè)計(jì)為兩臺(tái)所用變壓器和一臺(tái)備用變壓器。正常情況下兩臺(tái)所用變壓器分別帶400V的I、II段母線，而備用變壓器在任一段母線失電的情況下通過(guò)備自投裝置將失電母線帶上，從而保證了變電所正常運(yùn)行。系統(tǒng)接線圖見(jiàn)圖1。1.1系統(tǒng)接線圖 圖1 變電所400V系統(tǒng)接

3、線圖1.2動(dòng)作邏輯方式為備用變熱備用與備用變冷備用。1.2.1備用變熱備用(1) 當(dāng)所變段380V側(cè)無(wú)壓、1#所變低壓側(cè)無(wú)流，備用變380V側(cè)有壓時(shí)，跳1#所變高壓側(cè)斷路器1DL和低壓側(cè)斷路器4ZKK，合所變分段1斷路器1ZKK；(2)當(dāng)所變段380V側(cè)無(wú)壓、2#所變低壓側(cè)無(wú)流，備用變380V側(cè)有壓時(shí)，跳2#所變高壓側(cè)斷路器2DL和低壓側(cè)斷路器5ZKK，合所變分段2斷路器2ZKK。1.2.2 備用變冷備用(1) 當(dāng)所變段380V側(cè)無(wú)壓、1#所變低壓側(cè)無(wú)流，備用變35kV側(cè)有壓時(shí)，跳1#所變高壓側(cè)斷路器1DL和低壓側(cè)斷路器4ZKK，合所變分段1斷路器1ZKK及備用變高、低壓側(cè)斷路器3DL和3ZK

4、K；(2) 當(dāng)所變段380V側(cè)無(wú)壓、2#所變低壓側(cè)無(wú)流，備用變35kV側(cè)有壓時(shí)，跳2#所變高壓側(cè)斷路器2DL和低壓側(cè)斷路器5ZKK，合所變分段2斷路器2ZKK及備用變高、低壓側(cè)斷路器3DL和3ZKK。2 CSB-21A型備自投裝置的基本原理2.1裝置簡(jiǎn)介 CSB-21型數(shù)字式備用電源自動(dòng)投入裝置是以第三代微機(jī)保護(hù)通用硬件為基礎(chǔ)，采用可編程邏輯的設(shè)計(jì)思想，可以實(shí)現(xiàn)靈活設(shè)置各種運(yùn)行方式，適用于380V-110kV各種電壓等級(jí)的備用電源自動(dòng)投入的控制。 CSB-21裝置除了可以用可編程邏輯來(lái)設(shè)定保護(hù)方式外，還提供了自動(dòng)方式設(shè)定功能。因此，除通用型號(hào)外，裝置還可以根據(jù)用戶提出的設(shè)計(jì)要求，以修改方式庫(kù)的

5、方法滿足客戶的需要。2.2裝置原理 圖2 備用電源自動(dòng)投入裝置接線 對(duì)于圖2中所示的接線形式，我們可以將備用電源自動(dòng)投入的過(guò)程分解為兩個(gè)過(guò)程：a）當(dāng)監(jiān)測(cè)到母線失電，DL1處于合位電源的電流消失，這時(shí)應(yīng)當(dāng)跳開(kāi)DL1；b）當(dāng)監(jiān)測(cè)到DL1處于分位，而備用電源有電壓，這時(shí)應(yīng)合上DL2。將這兩個(gè)動(dòng)作過(guò)程定義在 CSB-21裝置的定值中，一旦電源失電，CSB-21就可以按照這兩個(gè)動(dòng)作程序進(jìn)行控制，完成整個(gè)備用電源自動(dòng)投入的功能。在CSB-21裝置中，共可以定義8個(gè)單獨(dú)的動(dòng)作，這8個(gè)動(dòng)作可以有獨(dú)立的充電寄存器、獨(dú)立的啟動(dòng)及閉鎖判斷邏輯、獨(dú)立的計(jì)時(shí)器和獨(dú)立的出口，相互之間沒(méi)有任何聯(lián)系。因此，在上述例子里，對(duì)于

6、另外一條進(jìn)線作為電源的情況，也可在同一臺(tái)裝置實(shí)現(xiàn)備投的過(guò)程。對(duì)于這8個(gè)動(dòng)作，可以分別整定它們的動(dòng)作條件，動(dòng)作條件分為三類(lèi)：?jiǎn)?dòng)條件，閉鎖條件和檢查條件。并且每個(gè)條件都可以在所有模擬量或開(kāi)關(guān)量中選擇，對(duì)于有效條件也可靈活設(shè)定為過(guò)值或欠值、高電平或低電平。每種獨(dú)立的工作方式可用邏輯門(mén)描述如圖3。 圖3 備自投裝置的獨(dú)立工作方式正常時(shí)，閉鎖條件不滿足，或門(mén)1輸出信號(hào)開(kāi)放與門(mén)2，與門(mén)3輸出延時(shí)6 s處于充電狀態(tài)之后作為與門(mén)2輸出的充電條件，構(gòu)成防止裝置重復(fù)動(dòng)作的必要條件。異常或事故情況下，若啟動(dòng)條件全部滿足，閉鎖條件不滿足，動(dòng)作出口，在出口后0.21.5 s之內(nèi)核對(duì)檢查條件，滿足則認(rèn)為動(dòng)作成功，否則將

7、發(fā)出斷路器拒動(dòng)、動(dòng)作失敗的告警信號(hào)；若閉鎖條件滿足，則禁止與門(mén)2，裝置不動(dòng)作出口；無(wú)論啟動(dòng)條件還是閉鎖條件的滿足，都會(huì)引起與門(mén)3的動(dòng)作，致使充電條件不滿足，與門(mén)2被禁止，等待延時(shí)6 s之后與門(mén)2被開(kāi)放。3 WBT-851型備自投裝置的基本原理3.1裝置簡(jiǎn)介WBT-851型備自投裝置采用先進(jìn)的可視化邏輯配置(VLD)方法，在PC機(jī)上進(jìn)行可視化的邏輯組態(tài)，通過(guò)調(diào)用功能元件庫(kù)中對(duì)應(yīng)的功能元件，實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)邏輯。本裝置一共有四種備投方式。3.2裝置原理本裝置僅適用于圖1所示的運(yùn)行方式接線圖下的備自投。3.2.1 方式1用當(dāng)充電完成后：380V段母線無(wú)壓，1所變低壓側(cè)無(wú)流，備用變380V母線有壓，則經(jīng)延

8、時(shí)Ttz1后跳開(kāi)1所變高壓側(cè)斷路器1DL和低壓側(cè)斷路器4ZKK, 確認(rèn)4ZKK跳開(kāi)后經(jīng)整定延時(shí)Thz1合上所變分段1斷路器1ZKK。如果啟動(dòng)跳4ZKK且4ZKK合位不消失，經(jīng)Tjt延時(shí)報(bào)“方式1備自投不成功”，同時(shí)備投放電。如果啟動(dòng)合1ZKK，合閘命令一直不收，延時(shí)Thz1+3s放電同時(shí)報(bào)“方式1備自投不成功”。方式1備自投邏輯原理框圖如圖4所示 圖4 方式1備自投邏輯原理框圖3.2.2 方式2當(dāng)充電完成后：380V段母線無(wú)壓，2所變低壓側(cè)無(wú)流，備用變380V母線有壓，則經(jīng)延時(shí)Ttz2后跳開(kāi)2所變高壓側(cè)斷路器2DL和低壓側(cè)斷路器5ZKK, 確認(rèn)5ZKK跳開(kāi)后經(jīng)整定延時(shí)Thz2合上所變分段2斷路

9、器2ZKK。如果啟動(dòng)跳5ZKK且5ZKK合位不消失，經(jīng)Tjt延時(shí)報(bào)“方式2備自投不成功”，同時(shí)備投放電。如果啟動(dòng)合2ZKK，合閘命令一直不收，延時(shí)Thz2+3s放電同時(shí)報(bào)“方式2備自投不成功”。方式2備自投邏輯原理框圖如圖5所示。 圖5 方式2備自投邏輯原理框圖3.2.3 方式3當(dāng)充電完成后：380V段母線無(wú)壓，1所變低壓側(cè)無(wú)流，備用變35kV側(cè)母線有壓，則經(jīng)延時(shí)Ttz1后跳開(kāi)1所變高壓側(cè)斷路器1DL和低壓側(cè)斷路器4ZKK, 確認(rèn)4ZKK跳開(kāi)后經(jīng)整定延時(shí)Thz1合上所變分段1斷路器1ZKK和備用變高壓側(cè)斷路器3DL、低壓側(cè)斷路器3ZKK。如果啟動(dòng)跳4ZKK且4ZKK合位不消失，經(jīng)Tjt延時(shí)報(bào)“

10、方式3備自投不成功”，同時(shí)備投放電。如果啟動(dòng)合1ZKK和3DL、3ZKK，合閘命令一直不收，延時(shí)Thz1+3s放電同時(shí)報(bào)“方式3備自投不成功”。方式3備自投邏輯原理框圖如圖6所示。 圖6 方式3備自投邏輯原理框圖3.2.4 方式4當(dāng)充電完成后：380V段母線無(wú)壓，2所變低壓側(cè)無(wú)流，備用變35kV側(cè)母線有壓，則經(jīng)延時(shí)Ttz2后跳開(kāi)2所變高壓側(cè)斷路器2DL和低壓側(cè)斷路器5ZKK, 確認(rèn)5ZKK跳開(kāi)后經(jīng)整定延時(shí)Thz2合上所變分段2斷路器2ZKK和備用變高壓側(cè)斷路器3DL、低壓側(cè)斷路器3ZKK。如果啟動(dòng)跳5ZKK且5ZKK合位不消失，經(jīng)Tjt延時(shí)報(bào)“方式4備自投不成功”，同時(shí)備投放電。如果啟動(dòng)合2Z

11、KK和3DL、3ZKK，合閘命令一直不收，延時(shí)Thz2+3s放電同時(shí)報(bào)“方式4備自投不成功”。方式4備自投邏輯原理框圖如圖7所示。 圖7 方式4備自投邏輯原理框圖4 WBT-820型備自投裝置的基本原理4.1裝置簡(jiǎn)介WBT-820裝置配置了四種分段開(kāi)關(guān)備自投方式及備投后（主變）過(guò)負(fù)荷功能，并設(shè)有分段開(kāi)關(guān)的保護(hù)功能包括三段復(fù)壓閉鎖電流保護(hù)、一段零序電流保護(hù)、電流加速、零序加速（加速段同時(shí)作為充電保護(hù)）等；設(shè)有TV斷線檢測(cè)、位置檢測(cè)、功率測(cè)量、脈沖測(cè)量等自檢與測(cè)控功能；適用于110kV及以下電壓等級(jí)的分段保護(hù)、測(cè)控及備自投。4.2裝置原理本裝置適用于單母帶分段運(yùn)行方式下的分段保護(hù)與備自投。圖8為W

12、BT-821裝置的典型運(yùn)行方式接線圖，備自投方式為：若正常運(yùn)行時(shí)，每條進(jìn)線各帶一段母線，兩條進(jìn)線互為暗備用，采用分段（亦用于分段、母聯(lián)，以下均稱(chēng)作分段）備自投。 圖8 WBT-821裝置的典型運(yùn)行方式接線圖4.3 自投方式自投方式1：當(dāng)充電完成后，母無(wú)壓、進(jìn)線一無(wú)流，母有壓則經(jīng)延時(shí)Tb1后跳開(kāi)1DL，確認(rèn)1DL跳開(kāi)后經(jīng)整定延時(shí)Thq合上3DL。自投方式2：當(dāng)充電完成后，母無(wú)壓、進(jìn)線二無(wú)流，母有壓則經(jīng)延時(shí)Tb2后跳開(kāi)2DL，確認(rèn)2DL跳開(kāi)后經(jīng)整定延時(shí)Thq合上3DL。自投方式3：當(dāng)充電完成后，1DL跳開(kāi)，進(jìn)線一無(wú)流，經(jīng)延時(shí)Tb1再確認(rèn)1DL跳開(kāi)后，經(jīng)整定延時(shí)Thq合3DL。自投方式4：當(dāng)充電完成

13、后，2DL跳開(kāi)，進(jìn)線二無(wú)流，經(jīng)延時(shí)Tb2再確認(rèn)2DL跳開(kāi)后，經(jīng)整定延時(shí)Thq合3DL。邏輯圖如圖9所示: 圖9自投方式邏輯5 對(duì)比和分析我們可以了解上述三種備自投裝置各有優(yōu)缺點(diǎn)。CSB-21A型備自投裝置和WBT-820型備自投裝置適合多種接線形式，用途比較廣泛。而WBT-851型備自投裝置只能適應(yīng)一種接線方式，相對(duì)來(lái)說(shuō)只有一種選擇。WBT-820型備自投裝置比CSB-21A型備自投裝置還增加了分段開(kāi)關(guān)的三段復(fù)壓閉鎖電流保護(hù)、一段零序電流保護(hù)、電流加速、零序加速等保護(hù)功能，等于是把分段保護(hù)和備自投合二為一，功能更為強(qiáng)大。但是我們看到，400V系統(tǒng)的固定電氣聯(lián)結(jié)的方式都是兩個(gè)電源，一個(gè)備用，而C

14、SB-21A型備自投裝置和WBT-820型備自投裝置適用于一主一備，如果用于400V系統(tǒng)的話，就得用兩套裝置才能實(shí)現(xiàn)備自投功能。而且低壓開(kāi)關(guān)都自帶速斷、過(guò)流保護(hù)，備自投裝置的保護(hù)也可以不用。因此對(duì)于變電所的400V系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，僅僅要求備自投能滿足接線方式，運(yùn)行操作方便就行。結(jié)論通過(guò)對(duì)上述三種備自投裝置的動(dòng)作原理、邏輯進(jìn)行了對(duì)比，我們可以看出，對(duì)于變電所400V系統(tǒng)的固定電氣聯(lián)結(jié)的方式，無(wú)疑是WBT-851型備自投裝置更加符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。但是我們不能否認(rèn)其他兩種備自投裝置的優(yōu)點(diǎn)，CSB-21A型備自投裝置和WBT-820型備自投裝置都預(yù)置了8種動(dòng)作定值，并且還能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行邏輯的編輯

15、，具有運(yùn)行方式靈活的特點(diǎn)。參考文獻(xiàn)1陳松林，吳銀福.利用微機(jī)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)判別自投方式的備用電源自投方案J.電力自動(dòng)化設(shè)備，1997,17(1):51532 國(guó)家電力調(diào)度通信中心(State Electric Power Dispatching Center of China).電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定匯編（Compilation of Power System Relay Protection Regulation）.北京：中國(guó)電力出版社（Beijing:China Electric Power Press），2000.3杜景遠(yuǎn)，崔艷(DU Jingyuan, CUI Yan).微機(jī)備自投裝置在濟(jì)南電網(wǎng)中的應(yīng)用(App