[发明专利]用于接有小电源的备自投装置系统及备自投方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于变电站内主备电源自动切换的系统和切换方法，特别涉及一种针对接有小电源的变电站、以及备用电源为小电源情况下主备电源自动切换的系统和切换方法。

背景技术

随着经济的高速发展，社会对电力的需求量越来越大，部分地区小电源（水电、风电和小火电）并网越来越多，同时电力用户对电力网络的供电可靠性、电能质量等方面的要求也越来越高。利用备自投装置提高供电可靠性是电网的发展趋势。

备自投装置能在常规变电站内实现自动检测变电站运行方式、完成备用电源自动投入逻辑，能大大提高电网的供电可靠性，其在电网自动化系统中占有重要地位。但常规备自投装置在应用于接入小电源的变电站时，不能满足备自投快速动作的要求；在主供电源故障跳开后，因小电源支撑母线电压在有压定值以上或介于有压定值和无压定值之间，所以备自投不能快速动作；常规备自投装置只简单检测备用线路电压是否大于线路有压定值，而没有进一步判断备用线路是大系统电源还是小电源，所以在备用线路来自小电源，且使用常规备自投装置时，如果母线电压低于无压定值，备自投装置会将备用线路开关合闸，导致加重小电源负荷。即在母线电压或频率出现异常时，没有相应自动处理方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在接有小电源的变电站中能快速、准确判断备用电源并自动投入的备自投装置系统及其备自投的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的用于接有小电源的备自投装置系统，包括常规备自投装置和中央控制单元，其还包括实时检测本站母线电压和频率状态的压频检测单元、实时监测备用电源状态并确定转换为系统电源的孤岛判据单元和备自投动作后继续检测母线电压和频率状态的压频跟踪检测单元，其中，所述压频检测单元包括与中央控制单元相连的低压保护元件、低频保护元件、过压保护元件和过频保护元件；所述孤岛判据单元包括与中央控制单元相连接的测量线路电压的压差、频差及角差测量元件；所述压频跟踪检测单元包括与中央控制单元相连接的母线低压再保护元件和母线低频再保护元件。

所述备用电源可以为小电源或投入后可给失电的本站侧母线恢复供电的独立电源。

所述中央控制单元包括可编程逻辑控制器、低通滤波器、A/D变换器、连接在母线或进线上的电压互感器、电流互感器、电压继电器和电流继电器。

所述可编程逻辑控制器为ALTERA-EPM3256AQC208-10N。

一种利用本发明所述的任一项备自投装置系统进行备自投判据的方法，其程序如下：

1）通过压频检测单元对本站侧母线电压和频率状态进行实时检测，当判断结果为本站主供电源消失，本站系统电源仅由小电源支持时，自动切除小电源线路与本站系统电源的连接；

2）通过孤岛判据单元对备用的备用电源状态进行实时监测，当判断结果是未投的备用电源为可用作系统电源的标准备用电源时，将该备用电源自投为系统电源；否则，判断小电源用作系统电源，同时，自动闭锁备自投合闸逻辑；

3）通过压频跟踪检测单元，在备自投动作后的展宽时间内，对本站侧母线电压和频率状态进行跟踪检测，当该电压或频率状态异常时，切除刚合上的用作系统电源的备用电源；

4）备自投动作：满足A、备自投装置在充电完成；B、备用电源开关跳位置1；C、母线电压低于母线无压定值；D、主供电源电流低于进线无流定值；E、主供电源开关跳开；F、备用电源判断为系统电源条件后，备自投动作。

所述本站侧母线电压和频率状态是指电压值、频率值、电压滑差值和频率滑差值。

所述标准备用电源是指其电压、频率均为正常状态；其电压滑差小于电压滑差定值、其频率滑差小于频率滑差定值和其角度滑差小于角度滑差定值。

在备自投动作后，所述电压状态异常值为本站侧母线三个线电压不高于20V，并低于母线低电压定值，频率滑差低于频率滑差定值且母线负序电压小于负序电压定值；所述频率状态异常值为当本站侧母线频率在45HZ—55HZ范围内时，母线电压高于20V、母线频率低于母线频率定值、频率滑差低于频率滑差定值。