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微机备用电源自投装置在四川电网的运用分析 |
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| 微机备用电源自投装置在四川电网的运用分析 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 9:56:51  |
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唐广瑜
四川大学电气信息学院，四川成都610016
电力是生产部门的主要动力，随着国民经济的迅猛发展，科学技术的不断提高，以及家用电器迅速走向千家万户，用户对供电质量和供电可靠性的要求日益提高，要求电力系统不断提高供电的可靠性。备用电源自投等自动装置是保证供电系统可靠供电的重要措施。随着电力系统的发展，电网结线越来越复杂，对备用电源自投功能要求越来越高。传统的自动装置大多采用电磁型或晶体管型，结构复杂、可靠性不高，已经不能满足电网发展的要求。微机备用电源自投装置可以通过分析输入装置的开关量和电流电压，跟踪变电站系统当前的运行方式，自动判断是否满足充电放电及动作条件，发跳合闸命令；并且可以通过编程完成各种更加复杂的逻辑和功能，满足电网一次接线要求。分析了南瑞公司(NARI)的LFP－965B型微机备用电源自投装置在四川电网的应用实例，说明了微机BZT装置的成功运用大大提高了供电可靠性和安全性。
1传统备用电源自投装置存在的缺陷
在常规变电站中自动装置仍是由传统的机械触点继电器构成，往往完成一种基本的保护或控制任务都必须由多个继电器共同承担，BZT这种比较复杂的控制逻辑就要用到数以十计的各种继电器。由于继电器触点要经常分合动作，容易损坏，降低了供电的可靠性。各继电器之间大量的连接导线使调试检修困难极大，增加了设备维护的工作量，而且难以接入变电站的综合自动化系统。因此，传统的机械触点继电器显然已不能满足自动化变电站对继电保护装置的要求。
2微机型备用电源自投逻辑分析运用
微机型BZT装置比较圆满地解决了传统BZT装置的上述缺点。现在电力系统中运用较多的有南瑞公司(NARI)的LFP－965、ISA系列以及PLC开发的BZT装置。这些装置采用大规模集成电路，装置的元件数目少、连线简单，大大地提高了可靠性。同时，微机BZT具有故障自诊断的能力，如电压回路断线、开关位置异常等故障可以在运行中及时发现，不会象常规BZT那样，必须等到一年一度的预试工作中，甚至装置误动拒动后，才能发现问题。
BZT逻辑决定于主接线方式、电源性质和容量、负荷重要性等因素，如果采用常规BZT装置需要很多继电器组合而成，不仅接线非常繁琐，体积大，而且成本高。微机BZT装置动作判据主要决定于软件，所以通过编程可以满足各种逻辑要求，并且可以在工作中自动判断变电站系统当前的运行方式，选择自投方案。
微机型备用电源自投有更加严密的逻辑。BZT类型虽然较多，但是都必须满足与传统BZT一样的基本逻辑，同时要遵守以下原则。
1) 只有当主供电源开关确实被跳开后，备用电源才能投入。工作母线失压后，不管其主供电源开关是否已经断开，装置起动延时到后必须先跳主供电源开关，以防备用电源倒送短路电流的情况。
2) 由于相邻后备保护动作切除主供电源时，应闭锁BZT。闭锁条件消失后BZT才开始充电。
3) 为了躲过工作母线引出线故障造成的母线电压降低，BZT设有延时，该延时时限大于最长外部故障切除时间。因主供电源开关跳开引起的失压可以不经延时，故意BZT装置可设置加速动作接点开入回路，用来加速合备用电源。
4) 人工切除工作电源时，BZT不应动作。装置引入断路器的合后接点，主供开关的合后接点断开后，BZT放电。
5) BZT的各种工作条件满足后开始充电，当任意一个放电条件满足后，或出现闭锁条件后立即放电。
3微机型备用电源自投在四川电网的应用
3.1适应二滩安控系统的微机BZT逻辑
当四川电网发生异常工况时，为保证系统的稳定运行，二滩安控系统要切除大量的负荷。但是安控系统与所要切除的110 kV变电站之间没有通道，备自投装置需采取另外的判据，以区分安控系统动作和其他原因失去电源这两种情况，使其当安控系统动作时自动退出工作，即使误动合上备用断路器，也要根据系统功率的缺损，自动跳开备用断路器。这些功能对于常规BZT来说是难以完成的。
3.2备自投装置改造技术方案
微机型BZT充分发挥了软件编程灵活、逻辑严密的优点，较好地解决了这个问题。微机BZT利用频率变化率和电压变化率在安控系统动作时闭锁各自投。考虑到判据失效情况，又在备自投投上负荷开关后，系统仍然低频率运行，再延时重新切除该开关(上述判据下面称为附加判据)。
1) 附加判据由备用电源低电压(U＜)、低频率(f＜)、电压变化率(dU／dt)超限和频率变化率(df／dt)超限等四个元件组成的或门，均取自线路侧电压(UI1＝100 V)。考虑通用性，由于正常运行方式下附加判据不可能动作，LFP－965B装置的三种自投方式均增设附加判据。附加判据的每种元件设投退控制字，控制其投退。装置的三种自投方式为两条进线互为备用(进线BZT)、桥开关备投(桥BZT)。
2) 如上所述，附加判据有两套定值，分别用于两种不同的场合，下面称为判据1和判据2。判据1、2的各元件由同个投退控制字控制，某种元件的控制字为退出(投入)时，判据1、2中的该元件全为退出(投入)。
① 自BZT充电完成、主供电源失电、BZT起动开始，至BZT动作发出合备用断路器命令为止的时期内投入判据1——安控系统未动作、主供电源未失电时，没必要投入判据1。判据1投入的时间为BZT延时时间与工作断路器跳开时间之和再加上100 ms。100 ms为工作断路器跳开后合备用断路器前BZT等待的时间。如判据1动作，表明系统功率缺损、安控已经动作，此时BZT放电，使其退出运行，装置发“44BSZT”信号。在BZT延时到之前判据1动作，BZT不跳工作断路器，也不合备用断路器；在BZT延时到之后判据1动作，BZT跳工作断路器，但不合备用断路器。
② 考虑到判据1失效，BZT合上备用断路器后的T1时间内，投入判据2。判据2动作，表明系统功率仍然缺损，此时BZT跳开备用断路器以切除负荷。备用断路器为两个进线断路器和桥断路器之一，装置相应发“LIN1”、“LIN2”或“LIN3”信号。
3) 判据1的定值及判据2年定值和时间均可分别整定。T1整定9，即退出判据2。为提高可靠性，判据1的动作加50 ms延时。
4小结
目前，以微处理器为内核的微机备用电源自投装置已经在四川电网的新站建设和老站改造中得到了广泛的应用。随着电网的发展，继电保护装置实际应用的问题越来越多，如何将微机技术应用于该领域，作为传统继电器保护的延伸和发展，已经成为继电保护实践中的重要研讨课题，期望能在此方面能起到抛砖引玉的作用。
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