備自投裝置的負荷均分方法及裝置與流程

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本發明涉及電力系統及其自動化技術領域，尤其涉及一種備自投裝置的負荷均分方法及裝置。

背景技術：

一般來說，如圖1所示，配置有3臺主變的220kV或110kV降壓變電站，中間主變的變低側按雙開關配置，分別各供一段母線，具體為第二母線2M和第三母線3M。常規運行方式下，第一開關裝置1DL(邊主變即#1主變的變低側連接的開關裝置)、第二開關裝置2DL(中間主變即2#主變的變低側連接的兩個開關裝置中的一個)、第三開關裝置3DL(中間主變即2#主變的變低側連接的兩個開關裝置中的另一個)和第四開關裝置4DL(另一邊主變即#3主變的變低側連接的開關裝置)均在閉合狀態，即合位狀態；兩個分段開關：第一分段開關5DL和第二分段開關6DL處于斷開狀態，即分位狀態；每臺邊主變分別帶一段母線，第一分段開關5DL和第二分段開關6DL分別配置一套10kV備自投裝置。

傳統的備自投裝置的負荷均分方法，若邊主變即#1主變跳閘，第一母線1M失壓，配置于第一分段開關5DL的備自投裝置跳開第一開關裝置1DL，合上第一分段開關5DL，然后發送負荷均分信號給第二分段開關6DL的備自投裝置；第二分段開關6DL的備自投裝置接收到負荷均分動作信號后，斷開與第二分段開關6DL連接、與中間主變的變低側連接的第三開關裝置3DL，確認該開關裝置3DL斷開后，再合上第二分段開關6DL開關，從而實現負荷均分功能。

該方法能夠實現主變跳閘后負荷均勻地分配給剩余主變供電，合理利用運行主變的供電能力，實現資源最優配置。但是該方法存在的問題是，配置于第二分段開關6DL的備自投裝置先斷開第三開關裝置3DL后再合上第二分段開關6DL，會導致連接第三開關裝置3DL的第三母線3M短時失壓，若第三母線3M所帶負荷配有低壓脫扣裝置，將可能造成負荷損失、電網供電可靠性降低。

技術實現要素：

基于此，有必要提供一種能夠減少負荷損失、提高電網供電可靠性的備自投裝置的負荷均分方法及裝置。

一種備自投裝置的負荷均分方法，包括：

采集自身備自投裝置所屬電路的電氣信息；

判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號；

若是，則在根據所述電氣信息判定所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件時，發送將所述分段開關合位的開關合位指令；

在所述分段開關合位之后，發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令。

一種備自投裝置的負荷均分裝置，包括：

電氣信息采集模塊，用于采集自身備自投裝置所屬電路的電氣信息；

信號接收判斷模塊，用于判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號；

同期條件判斷模塊，用于在所述信號接收判斷模塊判定接收到另一自投裝置發送的負荷均分動作信號時，根據所述電氣信息判斷所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件；

合位指令發送模塊，用于在所述同期條件判斷模塊判定滿足同期合閘條件時，發送將所述分段開關合位的開關合位指令；

分位指令發送模塊，用于在所述分段開關合位之后，發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令。

上述備自投裝置的負荷均分方法及裝置，采集自身備自投裝置所屬電路的電氣信息；判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號；若是，則在根據所述電氣信息判定所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件時，發送將所述分段開關合位的開關合位指令；在所述分段開關合位之后，發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令。該方法及裝置并未采用會導致母線短時失壓而可能造成負荷損失的、先跳開中間主變低壓側的第一分支開關再合上分段開關的“先分再合”的負荷均分策略，而是采用先合上分段開關再跳開中間主變低壓側的第一分支開關的“先合再分”的負荷均分策略，且為了實現“先合再分”的負荷均分策略，在發送將所述分段開關合位的開關合位指令之前，先根據所述電氣信息判斷所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件，在判定滿足同期合閘條件時才發送將所述分段開關合位的開關合位指令。因此，該方法及裝置可以避免母線短時失壓、減少負荷損失，提高電網供電可靠性。

附圖說明

圖1為備自投裝置的負荷均分方法的工作環境的電路圖；

圖2為一實施例的備自投裝置的負荷均分方法的流程圖；

圖3為另一實施例的備自投裝置的負荷均分方法的流程圖；

圖4為備自投裝置的負荷均分方法的一個步驟的具體流程圖；

圖5為又一實施例的備自投裝置的負荷均分方法的流程圖；

圖6為一實施例的備自投裝置的負荷均分裝置的結構圖；

圖7為另一實施例的備自投裝置的負荷均分裝置的結構圖。

具體實施方式

為了便于理解本發明，下面將參照相關附圖對本發明進行更全面的描述。附圖中給出了本發明的較佳的實施例。但是，本發明可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發明的公開內容的理解更加透徹全面。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“或/和”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

如圖2所示，本發明提供一種備自投裝置的負荷均分方法，該方法運行于圖1中的第一分段開關5DL或第二分段開關6DL所配置的備自投裝置上。若本方法運行在第一分段開關5DL所配置的備自投裝置上，則另一備自投裝置為第二分段開關6DL所配置的備自投裝置；反之，若本方法運行在第二分段開關6DL所配置的備自投裝置上，則另一備自投裝置為第一分段開關5DL所配置的備自投裝置。該方法，包括：

S210：采集自身備自投裝置所屬電路的電氣信息。

請結合參閱圖1，若本方法運行在第一分段開關5DL所配置的備自投裝置上，則該備自投裝置所屬電路即指第一分段開關5DL所配置的備自投裝置的所屬電路，備自投裝置所屬電路包括的邊主變為#1主變、邊主變低壓側連接的主變開關裝置為第一開關裝置1DL、中間主變為#2主變、中間主變連接的第一分支開關為第二開關裝置2DL、中間主變連接的第二分支開關為第三開關裝置3DL、連接邊主變低壓側連接的主變開關裝置及中間主變連接的第一分支開關的分段開關為第一分段開關5DL、中間主變低壓側的第二分支開關所供的母線為第三母線3M、分段開關的兩側母線分別為邊主變低壓側的主變開關裝置所供的母線及中間主變低壓側的第一分支開關所供的母線。其中，邊主變低壓側的主變開關裝置所供的母線為連接分段開關與主變開關裝置的第一母線1M，中間主變低壓側的第一分支開關所供的母線為連接分段開關與第一分支開關的第二母線2M。若本方法運行在第二分段開關6DL所配置的配置投裝置上，則該備自投裝置所屬電路即指第二分段開關6DL所配置的備自投裝置的所屬電路，備自投裝置所屬電路包括的邊主變為#2主變、邊主變低壓側連接的主變開關裝置為第四開關裝置4DL、中間主變為#2主變、中間主變連接的第一分支開關為第三開關裝置3DL、中間主變連接的第二分支開關為第二開關裝置2DL、連接邊主變低壓側連接的主變開關裝置及中間主變連接的第一分支開關的分段開關為第二分段開關6DL、中間主變低壓側的第二分支開關所供的母線為第二母線2M、分段開關的兩側母線分別為邊主變低壓側的主變開關裝置所供的母線及中間主變低壓側的第一分支開關所供的母線。其中，邊主變低壓側的主變開關裝置所供的母線為連接分段開關與主變開關裝置的第四母線4M，中間主變低壓側的第一分支開關所供的母線為連接分段開關與第一分支開關的第三母線3M。

在本實施例中，電氣信息至少包括分段開關的兩側母線的三相電壓、相位角及延時。

S250：判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號。

當另一備自投裝置所屬電路的邊主變低壓側的主變開關裝置跳閘時，需要合上該備自投裝置所述電路對應的分段開關，并發送負荷均分動作信號。因此，在需要通過備自投裝置實現負荷均分時，本發明所運行于的備自投裝置能夠接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號。

若是，即若判定接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號，則執行步驟S270。

S270：在根據所述電氣信息判定所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件時，發送將所述分段開關合位的開關合位指令。

同期合閘條件是分段開關兩側母線的三相電壓中的最大電壓差小于預設同期電壓差值、最大相角差小于預設檢同期相角差定值，且延時滿足預設延時。其中，預設延時優選為20ms；預設同期電壓差值及預設檢同期相角差定值為根據實踐經驗設定的值，或者為默認設置的值。當判定兩側母線滿足同期合閘條件時，立即發送將分段開關合位的開關合位指令，以控制分段開關合位。

S290：在所述分段開關合位之后，發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令。

在分段開關合位之后，可進行下一步邏輯，發送跳開中間主變低壓側、與分段開關連接的主變開關裝置的開關分位指令，以使得主變開關裝置跳開，達到負荷均分、合理利用運行主變的供電能力、實現資源最優配置的目的。

上述備自投裝置的負荷均分方法，采集自身備自投裝置所屬電路的電氣信息；判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號；若是，則在根據所述電氣信息判定所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件時，發送將所述分段開關合位的開關合位指令；在所述分段開關合位之后，發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令。該方法并未采用會導致母線短時失壓而可能造成負荷損失的、先跳開中間主變低壓側的第一分支開關再合上分段開關的“先分再合”的負荷均分策略，而是采用先合上分段開關再跳開中間主變低壓側的第一分支開關的“先合再分”的負荷均分策略，且為了實現“先合再分”的負荷均分策略，在發送將所述分段開關合位的開關合位指令之前，先根據所述電氣信息判斷所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件，在判定滿足同期合閘條件時才發送將所述分段開關合位的開關合位指令。因此，該方法可以避免母線短時失壓、減少負荷損失，提高電網供電可靠性。

請參閱圖3，在其中一個實施例中，所述發送將所述分段開關合位的開關合位指令的步驟之后，還包括：

S380：檢測所述分段開關是否合位。

可以通過檢測分段開關的電氣特征來檢測分段開關是否合位。

所述發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令的指令之后，還包括：

S3A0：判斷所述第一分支開關的狀態是否為分位，并根據判斷結果輸出負荷均分結果。可以通過判斷第一分支開關的電氣特征來判斷第一分支開關的狀態是否為分位。若判定第一分支的開關狀態為分位，則輸出負荷均分成功；否則，輸出負荷均分失敗。

可以通過輸出負荷成功或失敗的方式來對負荷均分是否成功做進一步處理，也可以通過輸出負荷成功或失敗的方式使用戶知曉負荷均分的結果。如，可以通過顯示負荷均分成功或失敗的方式輸出負荷均分結果。

請參閱圖4，在其中一個實施例中，所述在根據所述電氣信息判定所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件時，發送將所述分段開關合位的開關合位指令的步驟，包括：

S471：判斷預設的負荷均分先合后分的定值是否為預設值。若是，則執行S473；否則，直接輸出負荷均分失敗。

預設的負荷均分先合后分的定值是預設設置的表示是否可以采用“先合后分”的策略進行負荷均分的定值。預設值為表示可以采用“先合后分”的策略進行負荷均分的定值。可以用定值“1”表示可以采用“先合后分”的策略進行負荷均分；用定值“0”表示不可以采用“先合后分”的策略進行負荷均分。也即，預設值可以為“1”。

如此，可以通過用戶預設設定的方式來設定是否可以采用“先合后分”的策略進行負荷均分。在本實施例中，僅可以在用戶設定了可以采用“先合后分”的策略進行負荷均分時，才能執行后續步驟。

若按照負荷均分先合后分的策略執行，檢測兩段母線滿足同期條件后合分段開關，對于上級電氣聯系緊密的方式下，同期合閘的成功率高，可以避免母線失壓，也避免了因母線失壓而造成的負荷脫扣問題，保持負荷供電連續。對于少量上級電氣聯系較弱、電氣距離較遠的站點，可能存在同期合閘的成功率不太高的情況，可以采取先分后合的策略。通過預設的負荷均分先合后分的定值，可大大提高備自投裝置負荷均分動作的靈活性，可以因應具體站點的實際需求，預設最優的負荷均分策略。

S473：根據所述電氣信息判斷所述分段開關的兩側母線是否滿足同期合閘條件。

S475：若判定所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件，則發送將所述分段開關合位的開關合位指令。

可以理解地，若判定分段開關的兩側母線不滿足同期合閘條件，則不會發送將分段開關合位的開關合位指令，也不能執行后續進行負荷均分的步驟。

請參閱圖5，在其中一個實施例中，所述判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號的步驟之前，即步驟S550之前，還包括：

S530：根據所述電氣信息判斷與所述備自投裝置配置于的分段開關及與所述分段開關的兩側母線是否滿足分段備投充電條件。

此時，步驟S550具體為，當判定與所述備自投裝置配置于的分段開關及與所述分段開關的兩側母線滿足分段備投充電條件時，判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號。

在本實施例中，電氣信息還包括分段開關的狀態及分段開關的兩側母線的三相電壓。分段備投充電條件是：分段開關兩側的母線的三相電壓均大于預設有壓定值，分段開關處于分位狀態，且滿足固化充電延時的要求。其中，預設有壓定值和固化充電延時的要求是根據經驗確定的。

請結合圖1，以第二分段開關6DL的備自投裝置為例，正常情況下，可以實現負荷均分功能的起始條件應為：#2主變的3DL、#3主變的4DL作為主供電源，分別為3M和4M供電，分段開關6DL處于分位。在這種運行工況下，6DL的備自投裝置將進入分段備投充電狀態，才可能實現負荷均分功能。

若不滿足分段開關6DL兩側母線的三相電壓均大于預設有壓值的條件，則說明至少有一段母線無壓，此時負荷均分邏輯均不應動作。這是因為，若4M無壓，則說明#3主變的4DL處于斷開狀態，#3主變無法提供供電電源，此種運行工況下若負荷均分動作，最后切開3DL開關后將直接導致3M無壓，造成事故范圍擴大的后果；若3M無壓，則說明#2主變的3DL處于斷開狀態，則負荷均分功能無需動作。

若不滿足分段開關應處于分位狀態的條件，則說明3M和4M已經合在一起供電，也無需負荷均分功能動作。

在本實施例中，只有同時滿足判定接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號及根據所述電氣信息判定與所述備自投裝置配置于的分段開關及與所述分段開關的兩側母線滿足分段備投充電條件時，才能繼續執行后續步驟。

在其中一個實施例中，所述判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號的步驟之后，即步驟S550之前，還包括：

S540：判斷是否允許接收均分信號的屬性是否為允許接收的狀態。

此時，步驟S550具體為，當判定是否允許接收均分信號的屬性為允許接收的狀態時，判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號。

在本實施例中，設置有“是否允許接收均分信號”的屬性，該屬性表示本方法運行的備自投裝置是否可以接收均分動作信號，該屬性可以由用戶控制負荷均分功能的開放，以達到控制備自投裝置是否可以進行負荷均分操作的目的。可以用“1”表示允許接收的狀態，用“0”表示不允許接收的狀態。

可以理解地，只有在允許接收均分信號的屬性為允許接收的狀態且判定接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號時，才能繼續后續進行負荷均分的步驟。

在其中一個實施例中，所述判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號的步驟之后，即步驟S550，還包括：

S560：根據所述電氣信息判斷所述中間主變低壓側兩支路的電流矢量和是否超過預設值。具體地，當判定接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號時，根據所述電氣信息判斷所述中間主變低壓側兩支路的電流矢量和是否超過預設值。

在本實施例中，電氣信息還包括中間主變低壓側兩支路的電流。判斷所述中間主變低壓側兩支路的電流矢量和是否超過預設值的判別條件是負荷均分動作的防誤條件。此處預設值的作用是用于判斷中間主變低壓側負載應滿足負荷均分的動作條件所對應的負荷水平，確保收到的負荷均分動作信號有效。對于發令側的備自投裝置，其在分段備投動作后，將根據中間主變低壓側負載是否超過預設均分動作電流定值以判斷是否發出負荷均分動作信號。因此，若收令側備自投裝置收到發令側備自投裝置發來的負荷均分動作信號，即說明中間主變低壓側負載應該已超過預設均分動作電流定值。考慮模擬量采樣可能存在誤差，收令側備自投裝置的負荷均分動作防誤條件的預設值可以按照均分動作電流定值的某一裕度值設定，該裕度值可以整定為95％，從而有效避免備自投裝置因采樣誤差造成拒動的可能性。同時，此判斷條件也有效避免了因硬件異常導致硬結點閉合形成“負荷均分動作”等錯誤信號的干擾，有效地提高了裝置動作的正確性。

可以理解地，只有同時滿足判定接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號及根據所述電氣信息判斷所述中間主變低壓側兩支路的電流矢量和超過預設值時，才能繼續執行后續步驟。

在其中一個實施例中，請繼續參閱圖5，需要同時滿足圖5中的S530、S540、S550、S560的4個判定條件，才能繼續執行后續步驟。優選地，只有依次滿足圖5中的S530、S540、S550、S560的4個判定條件，才能繼續執行后續步驟。

請參閱圖6，本發明還提供一種與上述備自投裝置的負荷均分方法對應的備自投裝置的負荷均分裝置，包括：

電氣信息采集模塊610，用于采集自身備自投裝置所屬電路的電氣信息；

信號接收判斷模塊650，用于判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號；

同期條件判斷模塊673，用于在所述信號接收判斷模塊判定接收到另一自投裝置發送的負荷均分動作信號時，根據所述電氣信息判斷所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件；

合位指令發送模塊675，用于在所述同期條件判斷模塊判定滿足同期合閘條件時，發送將所述分段開關合位的開關合位指令；

分位指令發送模塊690，用于在所述分段開關合位之后，發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令。

上述備自投裝置的負荷均分裝置，采集自身備自投裝置所屬電路的電氣信息；判斷是否接收到另一備自投裝置發送的負荷均分動作信號；若是，則在根據所述電氣信息判定所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件時，發送將所述分段開關合位的開關合位指令；在所述分段開關合位之后，發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令。該裝置并未采用會導致母線短時失壓而可能造成負荷損失的、先跳開中間主變低壓側的第一分支開關再合上分段開關的“先分再合”的負荷均分策略，而是采用先合上分段開關再跳開中間主變低壓側的第一分支開關的“先合再分”的負荷均分策略，且為了實現“先合再分”的負荷均分策略，在發送將所述分段開關合位的開關合位指令之前，先根據所述電氣信息判斷所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件，在判定滿足同期合閘條件時才發送將所述分段開關合位的開關合位指令。因此，該裝置可以避免母線短時失壓、減少負荷損失，提高電網供電可靠性。

請參閱圖7，在其中一個實施例中，還包括合位檢測模塊780、分位判斷模塊7A0及結果輸出模塊7B0；

所述合位檢測模塊780，用于檢測所述分段開關是否合位；

所述分位指令發送模塊790，用于所述合位檢測模塊780檢測到所述分段開關合位之后，發送跳開中間主變低壓側、與所述分段開關連接的第一分支開關的開關分位指令；

所述分位判斷模塊7A0，用于判斷所述第一分支開關的狀態是否為分位；

所述結果輸出模塊7B0，用于根據所述分位判斷模塊7A0的判斷結果輸出負荷均分結果。

請繼續參閱圖7，還包括策略判斷模塊771；

所述策略判斷模塊771，用于在所述信號接收判斷模塊750判定接收到另一自投裝置發送的負荷均分動作信號時，判斷預設的負荷均分先合后分的定值是否為預設值；

同期條件判斷模塊773，用于在所述策略判斷模塊771判定預設的負荷均分先合后分的定值為預設值時，根據所述電氣信息判斷所述分段開關的兩側母線滿足同期合閘條件。

請繼續參與圖7，在其中一個實施例中，還包括充電條件判斷模塊730；

所述充電條件判斷模塊730，用于根據所述電氣信息判斷與所述備自投裝置配置于的分段開關及與所述分段開關的兩側母線是否滿足分段備投充電條件；

所述策略判斷模塊771，用于在所述信號接收判斷模塊750判定接收到另一自投裝置發送的負荷均分動作信號，且所述充電條件判斷模塊730判定滿足分段備投充電條件時，判斷預設的負荷均分先合后分的定值是否為預設值。

在其中一個實施例中，還包括允許接收狀態判斷模塊740；