一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法

1.本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体为一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法。


背景技术：

2.变电站常配置备用电源自投装置（备自投装置），当母线主供电源故障导致母线失电后，备自投装置通过跳开主供电源后再合上备用电源恢复母线供电。
3.为提高供电可靠性，常采用如图1所示的单母线两分段三段母线的主接线形式，三段母线分列运行，两侧母线各设置一条主供进线，中间母线设置一条备供进线。
4.对于图1的主接线，现有的备自投方法通过跳开主供进线开关，合上分段开关恢复母线供电，会发生下述四种情况：1、当第一主供进线发生故障导致母线ⅰm失电后，备自投跳开第一主供开关l1，合上第一分段开关m1，通过备供进线供电第一母线ⅰm和第三母线ⅲm，如果第二主供进线又发生故障导致第二母线ⅱm失电后，备自投跳开第二主供进线开关l2，合上第二分段开关m2，动作完成后备供进线对第一母线ⅰm、第二ⅱm和第三ⅲm同时供电；2、当第一主供进线和第二主供进线来自于同一上级电源，如果上级电源故障，母线ⅰm和ⅱm同时失电，备自投跳开主供进线开关l1和l2，合上第一分段开关m1和第二分段开关m2，动作完成后备供进线对第一母线ⅰm、第二ⅱm和第三ⅲm同时供电；3、如果备供进线故障，备自投跳开备供进线开关l3，合上第一分段开关m1，如果第二主供进线又发生故障，备自投跳开第二主供进线开关l2，合上第二分段开关m2，动作完成后第一主供进线对第一母线ⅰm、第二ⅱm和第三ⅲm同时供电。
5.4、如果备供进线故障，备自投跳开备供进线开关l3，合上第二分段开关m2，如果第一主供进线又发生故障，备自投跳开第一主供进线开关l1，合上第一分段开关m1，动作完成后第二主供进线对第一母线ⅰm、第二ⅱm和第三ⅲm同时供电。
6.当发生上述四种情况时，由于未考虑负载大小的情况，备自投动作后会导致一条进线带三段母线运行，如果负载重，此线路严重过载，线路温度超过允许范围，线路绝缘性能遭受破坏，线路会发生故障导致三段母线都失电，而且过载还会导致线路加速老化，严重的话还会出现燃烧，引发火灾事故。
7.

技术实现要素：

8.本部分的目的在于概述本发明的实施方式的一些方面以及简要介绍一些较佳实施方式。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
9.鉴于上述和/或现有三母线三进线备自投方式中存在的问题，提出了本发明。
10.因此，本发明的目的是提供一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法，解决了三母线三进线主接线时现有备自投方法无法根据负载情况动态调整备自投逻辑的问题。
11.为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法，其包括：s1、采集母线和进线相关的电气量和开关量信息，其中，母线包括第一母线ⅰm、第二母线ⅱm和第三母线ⅲm，进线包括与第一母线ⅰm连接的第一主供进线、与第二母线ⅱm连接的第二主供进线以及与第三母线ⅲm连接的备供进线；s2、根据采集的电气量和开关量信息，判断并确认相应备自投方式充电完成；s3、根据采集的电气量信息，判断系统所处的负载模式，其中，负载模式分为大负载或小负载模式；s4、根据负载模式的判断结果动态调整备自投充电状态；s5、判断是否符合启动条件，若是，经延时跳开第一主供进线和第二主供进线上相对应的主供开关，然后执行步骤s6，否则，备自投不动作；s6、判断第一主供进线和第二主供进线上相对应的主供开关是否跳开，若是，经延时合分段开关，动作成功，否则，备自投放电，动作失败。
12.作为本发明所述的一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法的一种优选方案，其中，所述步骤s1中，采集母线和进线相关的电气量和开关量信息具体包括：采集第一母线ⅰm电压、第二母线ⅱm电压、第三母线ⅲm电压、开关l1的电流、开关l2的电流、开关l3的电流、开关l1的位置和合后位置、开关l2的位置和合后位置、开关l3的位置和合后位置、第一分段开关m1的位置、第二分段开关m2的位置。
13.作为本发明所述的一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法的一种优选方案，其中，所述步骤s2中，备自投方式包括:第一备自投方式、第二备自投方式和第三备自投方式；所述第一备自投方式为：第一母线ⅰm失电后跳开第一主供进线开关l1，合上第一分段开关m1；所述第二备自投方式为：第二母线ⅱm失电后跳开第二主供进线开关l2，合上第二分段开关m2；所述第三备自投方式为：第三母线ⅲm失电后跳开备供进线开关l3，合上第一分段开关m1或第二分段开关m2。
14.作为本发明所述的一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法的一种优选方案，其中，所述步骤s3中，当第一主供进线开关l1的电流、第二主供进线开关l2的电流和备供进线开关l3的电流的矢量和大于设定的电流值时，判定系统处于大负载模式，当第二主供进线开关l2的电流和备供进线开关l3的电流的矢量和小于设定的电流值时，判定系统处于小负载模式。
15.作为本发明所述的一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法的一种优选方案，其中，所述步骤s4中，根据负载模式的判断结果动态调整备自投充电状态的具体步骤如下：当系统处于大负载模式时，则第三备自投方式放电；
若第二分段开关m2处于合位，则第一备自投方式放电；若第一分段开关m1处于合位，则第二备自投方式放电；若第一母线ⅰm失压、第一主供进线开关l1无流且第二母线ⅱm失压、第二主供进线开关l2无流，则第一备自投方式和第二备自投方式都放电；当系统处于小负载模式时，备自投充电完成状态保持步骤s2执行后的充电状态。
16.与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：本发明的系统可以根据负载情况动态调整备自投的方式，解决了三母线三进线主接线时，现有备自投方法无法根据负载情况动态调整备自投逻辑，进而导致负载重时备自投动作后备用电源严重过载而整站失电，甚至备用电源元件损坏和引发火灾的问题，并且本发明在解决上述问题的同时实现了最大程度恢复供电。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1是本发明的三母线三进线主接线运行方式接线结构图；图2是现有备自投方法当第一主供进线和第二主供进线故障导致母线失电备自投动作后运行方式结构图；图3是本发明一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法的流程示意图；图4是本发明大负载模式时第二主供进线故障备自投动作后的运行方式示意图；图5是本发明大负载模式时第二主供进线故障备自投动作后的运行方式情况下动作调整备自投充电状态逻辑示意图；图6是本发明大负载模式时第一主供进线故障备自投动作后的运行方式示意图；图7是本发明大负载模式时第一主供进线故障备自投动作后的运行方式情况下动作调整备自投充电状态逻辑示意图。
具体实施方式
18.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
19.其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
21.本发明提供一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法，解决了三母线三进线主接线时现有备自投方法无法根据负载情况动态调整备自投逻辑的问题。
22.如图1所示，本发明应用在如下的三母线三进线主接线系统中，该三母线三进线主
接线系统包括第一主供进线、第二主供进线、备供进线、与第一主供进线连接的第一母线ⅰm、与第二主供进线连接的第二母线ⅱm、与备供进线连接的第三母线ⅲm，第一母线ⅰm和第三母线ⅲm之间通过第一分段开关m1连接，第二母线ⅱm和第三母线ⅲm之间通过第二分段开关m2连接，第一主供进线与第一母线ⅰm之间通过开关l1连接，第二主供进线与第二母线ⅱm之间通过开关l2连接，备供进线与第三母线ⅲm之间通过开关l3连接。
23.图2是现有备自投方法当第一主供进线和第二主供进线故障导致母线失电备自投动作后运行方式结构图，在系统处于大负载模式时，现有的备自投方法动作后备供进线带三段母线的负荷，会导致严重过载，备供进线损坏，三段母线的负荷也同时失去。
24.为此，针对上述问题，如图3所示，本发明提供一种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法，以根据负载情况变化自适应调节，该种自适应负载情况变化的三母线三进线备自投方法具体步骤如下：s1、采集母线和进线相关的电气量和开关量信息，其中，母线包括第一母线ⅰm、第二母线ⅱm和第三母线ⅲm，进线包括与第一母线ⅰm连接的第一主供进线、与第二母线ⅱm连接的第二主供进线以及与第三母线ⅲm连接的备供进线，采集母线和进线相关的电气量和开关量信息具体包括：采集第一母线ⅰm电压、第二母线ⅱm电压、点母线ⅲm电压、开关l1的电流、开关l2的电流、开关l3的电流、开关l1的位置和合后位置、开关l2的位置和合后位置、开关l3的位置和合后位置、第一分段开关m1的位置、第二分段开关m2的位置。
25.s2、根据采集的电气量和开关量信息，判断并确认相应备自投方式充电完成，其中，备自投方式包括:第一备自投方式、第二备自投方式和第三备自投方式；所述第一备自投方式为：第一母线ⅰm失电后跳开第一主供进线开关l1，合上第一分段开关m1；所述第二备自投方式为：第二母线ⅱm失电后跳开第二主供进线开关l2，合上第二分段开关m2；所述第三备自投方式为：第三母线ⅲm失电后跳开备供进线开关l3，合上第一分段开关m1或第二分段开关m2。
26.s3、根据采集的电气量信息，判断系统所处的负载模式，其中，负载模式分为大负载或小负载模式，当第一主供进线开关l1的电流、第二主供进线开关l2的电流和备供进线开关l3的电流的矢量和大于设定的电流值时，判定系统处于大负载模式，当第二主供进线开关l2的电流和备供进线开关l3的电流的矢量和小于设定的电流值时，判定系统处于小负载模式。
27.s4、根据负载模式的判断结果动态调整备自投充电状态，具体的：当系统处于大负载模式时，则第三备自投方式放电；若第二分段开关m2处于合位，则第一备自投方式放电；若第一分段开关m1处于合位，则第二备自投方式放电；若母线ⅰm失压、第一主供进线开关l1无流且母线ⅱm失压、第二主供进线开关l2无流，则第一备自投方式和第二备自投方式都放电；当系统处于小负载模式时，备自投充电完成状态保持步骤s2执行后的充电状态。
28.s5、判断是否符合启动条件，若是，经延时跳主供开关，执行s6，否则，备自投不动作，若第一母线ⅰm失电，满足第一母线ⅰm无压且第一主供进线开关l1无流的启动条件，第一
备自投方式启动，经延时跳第一主供进线开关l1；若第二母线ⅱm失电，满足第二母线ⅱm无压且第二主供进线开关l2无流的启动条件，第二备自投方式启动，经延时跳第二主供进线开关l2；若第三母线ⅲm失电，满足第三母线ⅲm无压且备供进线开关l3无流的启动条件，第三备自投方式启动，经延时跳备供进线开关l3；s6、判断开关是否跳开，若是，经延时合分段开关，动作成功，否则，备自投放电，动作失败；第一备自投方式跳第一主供进线开关l1后，判断拒跳时间定值内l1开关是否跳开，若是，经延时合第一分段开关m1，若否，第一备自投方式放电，动作失败；备自投方式2跳第二主供进线开关l2后，判断拒跳时间定值内l2开关是否跳开，若是，经延时合第二分段开关m2，若否，第二备自投方式放电，动作失败；第三备自投方式跳备供进线开关l3后，判断拒跳时间定值内l3开关是否跳开，若是，经延时合第一分段开关m1，若m1未合上，合第二分段开关m2，若否，第三备自投方式放电，动作失败。
29.图4是本发明大负载模式时第二主供进线故障备自投动作后的运行方式示意图，如图4所示，第二主供进线故障，备自投启动跳开第二主供进线开关l2，合上第二分段开关m2，备供进线供电第一母线iim和第三母线iiim；图5是本发明大负载模式时第二主供进线故障备自投动作后的运行方式情况下动作调整备自投充电状态逻辑示意图，如图5所示，第一主供进线电流和备供进线电流的矢量和大于大负载模式定值时，判定系统处于大负载模式，若第二分段开关m2处于合位或者同时满足第一母线im无压、第一主供进线无流、第二母线iim无压和第二主供进线无流的条件，备自投逻辑中第一母线im失电后跳第一主供进线开关l1、合第一分段开关m1的第一自投方式放电，有效的避免了备自投动作后备供进线严重过载而导致线路损坏和整站失电。
30.图6是本发明大负载模式时第一主供进线故障备自投动作后的运行方式示意图，如图6所示，第一主供进线故障，备自投启动跳开第一主供进线开关l1，合上第一分段开关m1，备供进线供第一母线im和第三母线iiim；图7是本发明大负载模式时第一主供进线故障备自投动作后的运行方式情况下动作调整备自投充电状态逻辑示意图，如图7所示，第二主供进线电流和备供进线电流的矢量和大于大负载模式定值时，判定系统处于大负载模式，若第一分段开关m1处于合位或者同时满足第一母线im无压、第一主供进线无流、第二母线iim无压和第二主供进线无流的条件，备自投逻辑中第二母线iim失电后跳第二主供进线开关l2、合第二分段开关m2的第二备自投方式放电，有效的避免了备自投动作后备供进线严重过载而导致线路损坏和整站失电。
31.虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。