一种备自投装置备供电源的合闸方法及装置

摘要

本发明提供一种备自投装置备供电源的合闸方法，其包括：获取备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻；获取备自投装置发出第一合闸命令至备供电源侧A相开关与A相开关执行合闸动作之间所需的第一延迟时间、备自投装置发出第二合闸命令至备供电源侧B相开关与B相开关执行合闸动作之间所需的第二延迟时间、备自投装置发出第三合闸命令至备供电源侧C相开关与C相开关执行合闸动作之间所需的第三延迟时间；计算得到第一发出时刻、第二发出时刻以及第三发出时刻，使得备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作。本发明可以减小合闸励磁涌流，避免继电保护后备保护动作造成变电站失压。

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种备自投装置备供电源的合闸方法及装置。

背景技术

随着供电可靠性的提高，备自投装置(全称：微机线路备自投保护装置)应用也越来越广，特别是在城市电网中，为了降低220kV电网短路电流，经常将220kV电网分区运行，在电网开环点通过220kV备自投装置来提高电网可靠性，同时由于目前一些220kV变压器采用高压内置结构方式实现高阻抗，当变压器从高压侧充电时，变压器的励磁绕组距离铁芯更近，铁芯磁化更严重，结构性问题使励磁涌流大、衰减时间长，可能导致继电保护相过流、零序过流后备保护跳闸。

在实际运行中，当开环点站备自投装置动作时同时合上备供电源的三相开关，失压的高压内置结构变压器存在一个从高压侧充电的过程，此时励磁涌流大、衰减时间长，可能导致继电保后备保护动作跳开变压器的电源线路，导致备自投装置动作行为失效，从而导致开环点站失去电源。因此提出一种新的220kV备自投装置备供电源的合闸方法，减少备自投装置动作合闸对变压器充电时变压器产生的励磁涌流，避免继电保护后备保护动作造成变电站失压，保障电网安全稳定、提高供电可靠性具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种备自投装置备供电源的合闸方法及装置，可以减小合闸励磁涌流，避免继电保护后备保护动作造成变电站失压。

本发明提供的一种备自投装置备供电源的合闸方法，包括下述步骤：

获取备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，所述备供电源通过A、B、C三相开关与变电站的变压器高压侧电性连接；

获取所述备自投装置发出第一合闸命令至备供电源侧A相开关与所述A相开关开始执行合闸动作之间所需的第一延迟时间、所述备自投装置发出第二合闸命令至备供电源侧B相开关与所述B相开关开始执行合闸动作之间所需的第二延迟时间、所述备自投装置发出第三合闸命令至备供电源侧C相开关与所述C相开关开始执行合闸动作之间所需的第三延迟时间；

根据备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，以及所述第一延迟时间、所述第二延迟时间和所述第三延迟时间，计算得到第一发出时刻、第二发出时刻以及第三发出时刻，使得所述备自投装置在所述第一发出时刻发出所述第一合闸命令至所述A相开关，在所述第二发出时刻发出第二合闸命令至所述B相开关，在所述第三发出时刻发出所述第三合闸命令至所述C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作，以避免继电保护装置的后备保护动作跳开备供电源侧A、B、C三相开关。

优选地，获取备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，具体为：

获取备供电源侧A、B、C三相线中的一相线电压作为参考电压，通过所述参考电压确定备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻。

优选地，通过所述参考电压确定备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，具体为：

根据所述参考电压获取所述参考电压过零点的时刻，根据所述参考电压过零点的时刻，以及备供电源侧A、B、C三相电压之间的相位差，计算备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻。

优选地，根据所述参考电压获取所述参考电压过零点的时刻，具体为：

在所述参考电压中检测至少三个连续的电压过零点，判断任意相邻两个电压过零点之间的时间差是否均相同，以确定正确的所述参考电压过零点的时刻。

优选地，所述备自投装置为220kV备自投装置。

优选地，所述备自投装置在所述第一发出时刻发出所述第一合闸命令至所述A相开关，在所述第二发出时刻发出第二合闸命令至所述B相开关，在所述第三发出时刻发出所述第三合闸命令至所述C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作，具体为：

所述备自投装置在所述第一发出时刻发出所述第一合闸命令至所述A相开关，在所述第二发出时刻发出第二合闸命令至所述B相开关，在所述第三发出时刻发出所述第三合闸命令至所述C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点执行合闸动作。

优选地，还包括下述步骤：

获取所述A相开关开始执行合闸动作与所述A相开关实际合闸之间所需的第四延迟时间、所述B相开关开始执行合闸动作与所述B相开关实际合闸之间所需的第五延迟时间、所述C相开关开始执行合闸动作与所述C相开关实际合闸之间所需的第六延迟时间；

所述备自投装置在所述第一发出时刻发出所述第一合闸命令至所述A相开关，在所述第二发出时刻发出第二合闸命令至所述B相开关，在所述第三发出时刻发出所述第三合闸命令至所述C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作，具体为：

所述备自投装置在所述第一发出时刻发出所述第一合闸命令至所述A相开关，使得所述A相开关在第一合闸时刻开始执行合闸动作，所述第一合闸时刻经过所述第四延迟时间之后为A相电压过零点的时刻；

所述备自投装置在所述第二发出时刻发出所述第二合闸命令至所述B相开关，使得所述B相开关在第二合闸时刻开始执行合闸动作，所述第二合闸时刻经过所述第五延迟时间之后为B相电压过零点的时刻；

所述备自投装置在所述第三发出时刻发出所述第三合闸命令至所述C相开关，使得所述C相开关在第三合闸时刻开始执行合闸动作，所述第三合闸时刻经过所述第六延迟时间之后为C相电压过零点的时刻。

本发明还提供一种备自投装置备供电源的合闸装置，包括：电压过零点时刻获取模块、延迟时间获取模块、开关合闸时间计算模块；

所述电压过零点时刻获取模块，用于获取备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，所述备供电源通过A、B、C三相开关与变电站的变压器高压侧电性连接；

所述延迟时间获取模块，用于获取所述备自投装置发出第一合闸命令至备供电源侧A相开关与所述A相开关开始执行合闸动作之间所需的第一延迟时间、所述备自投装置发出第二合闸命令至备供电源侧B相开关与所述B相开关开始执行合闸动作之间所需的第二延迟时间、所述备自投装置发出第三合闸命令至备供电源侧C相开关与所述C相开关开始执行合闸动作之间所需的第三延迟时间；

所述开关合闸时间计算模块，用于根据备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，以及所述第一延迟时间、所述第二延迟时间和所述第三延迟时间，计算得到第一发出时刻、第二发出时刻以及第三发出时刻，使得所述备自投装置在所述第一发出时刻发出所述第一合闸命令至所述A相开关，在所述第二发出时刻发出第二合闸命令至所述B相开关，在所述第三发出时刻发出所述第三合闸命令至所述C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作，以避免继电保护装置的后备保护动作跳开备供电源侧A、B、C三相开关。

优选地，所述电压过零点时刻获取模块，用于获取备供电源侧A、B、C三相线中的一相线电压作为参考电压，通过所述参考电压确定备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻。

优选地，所述开关合闸时间计算模块，用于当所述备自投装置在所述第一发出时刻发出所述第一合闸命令至所述A相开关，在所述第二发出时刻发出第二合闸命令至所述B相开关，在所述第三发出时刻发出所述第三合闸命令至所述C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点执行合闸动作。

实施本发明，具有如下有益效果：本发明通过检测备供电源A、B、C三相电压的过零点时刻，并根据发出合闸命令与A、B、C三相开关开始执行合闸动作之间延迟时间，确定最终给A、B、C三相开关发出合闸命令的时刻，进而保证A、B、C三相开关在其对应的电压过零点时刻附近执行合闸动作，降低变压器的励磁涌流，保证继电保护装置的继电保护后备保护动作不会跳开A、B、C三相开关，避免继电保护后备保护动作造成变电站失压，保障电网安全稳定、提高光电可靠性具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的备自投装置备供电源的合闸方法的流程图。

图2是本发明提供的一实施例中A相开关合闸时间的示意图。

图3是本发明提供的备自投装置备供电源的合闸装置的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种备自投装置备供电源的合闸方法，如图1所示，该合闸方法包括下述步骤：

获取备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，备供电源通过A、B、C三相开关与变电站的变压器高压侧电性连接；该备自投装置可以是220kV备自投装置。

获取备自投装置发出第一合闸命令至备供电源侧A相开关与A相开关开始执行合闸动作之间所需的第一延迟时间、备自投装置发出第二合闸命令至备供电源侧B相开关与B相开关开始执行合闸动作之间所需的第二延迟时间、备自投装置发出第三合闸命令至备供电源侧C相开关与C相开关开始执行合闸动作之间所需的第三延迟时间。

根据备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，以及第一延迟时间、第二延迟时间和第三延迟时间，计算得到第一发出时刻、第二发出时刻以及第三发出时刻，使得备自投装置在第一发出时刻发出第一合闸命令至A相开关，在第二发出时刻发出第二合闸命令至B相开关，在第三发出时刻发出第三合闸命令至C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作(也即是备供电源侧A相开关在A相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作、B相开关在B相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作、C相开关在C相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作)，以避免继电保护装置的后备保护动作跳开备供电源侧A、B、C三相开关。

备供电源通过A相开关、B相开关、C相开关与变压器电性连接，当变压器高压侧的主电源出现故障，则由备供电源进行供电，此时，由备自投装置内部的CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)控制模块发出合闸命令至A相开关、B相开关、C相开关，备供电源开始给变压器高压侧供电。如果，变电站的继电保护装置检测到变电站的变压器的励磁涌流过大，则会跳开A相开关、B相开关、C相开关，因此，本发明的目的在于当备供电源给变压器高压侧供电时，降低变压器的励磁涌流，避免继电保护装置跳开A相开关、B相开关、C相开关。

进一步地，获取备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，具体为：

获取备供电源侧A、B、C三相线中的一相线电压作为参考电压，通过参考电压确定备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻。

进一步地，通过参考电压确定备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，具体为：

根据参考电压获取参考电压过零点的时刻，根据参考电压过零点的时刻，以及备供电源侧A、B、C三相电压之间的相位差，计算备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻。

例如，选取A相电压作为参考电压，首先确定A相电压过零点的时刻，比如A相电压第一个过零点的时刻为0ms，A相电压相邻两个过零点的时刻之间相差1ms，根据电力系统A、B、C三相的相序关系，可以知道B相电压与A相电压的相位差为120°，C相电压与A相电压的相位差为60°，分别可以确定B相电压第一个过零点的时刻为6.7ms，B相电压第一个过零点的时刻为3.3ms。

A相电压、B相电压、C相电压的其他过零点的时刻可以根据其第一个过零点的时刻以及其对于的周期计算得到。

进一步地，根据参考电压获取参考电压过零点的时刻，具体为：

在参考电压中检测至少三个连续的电压过零点，判断任意相邻两个电压过零点之间的时间差是否均相同，以确定正确的参考电压过零点的时刻。

检测至少三个连续的电压过零点，可以确定参考电压的频率是否稳定，例如，可能是参考电压受外部的影响，参考电压的值一直在零点附近徘徊，导致检测到的过零点可能并不是真正的过零点，进而导致过零点的时刻确认错误，从而导致后面开关合闸出现误差。

当检测至少三个连续的电压过零点，任意相邻两个电压过零点之间的时间差均相同时，则判断检测到的至少三个连续的电压过零点均是正确的过零点。

例如选择A相电压作为参考电压，检测A相电压即参考电压的过零点，如图2所示，在时间点21开始进行检测，在时间点22完成A相电压过零点的时刻确认，在时间点23发出A相开关的合闸命令，A相开关在时间点24开始执行合闸动作，A相开关的实际合闸时刻比时间点24稍微滞后，因为滞后的时间很短，所以在A相开关的实际合闸时刻，A相电压引起的合闸励磁涌流也较小，不会引起继电保护装置跳开A相开关。

进一步地，备自投装置在第一发出时刻发出第一合闸命令至A相开关，在第二发出时刻发出第二合闸命令至B相开关，在第三发出时刻发出第三合闸命令至C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作，具体为：

备自投装置在第一发出时刻发出第一合闸命令至A相开关，在第二发出时刻发出第二合闸命令至B相开关，在第三发出时刻发出第三合闸命令至C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点执行合闸动作。

进一步地，备自投装置备供电源的合闸方法还包括下述步骤：

获取A相开关开始执行合闸动作与A相开关实际合闸之间所需的第四延迟时间、B相开关开始执行合闸动作与B相开关实际合闸之间所需的第五延迟时间、C相开关开始执行合闸动作与C相开关实际合闸之间所需的第六延迟时间。

备自投装置在第一发出时刻发出第一合闸命令至A相开关，在第二发出时刻发出第二合闸命令至B相开关，在第三发出时刻发出第三合闸命令至C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作，具体为：

备自投装置在第一发出时刻发出第一合闸命令至A相开关，使得A相开关在第一合闸时刻开始执行合闸动作，第一合闸时刻经过第四延迟时间之后为A相电压过零点的时刻；

备自投装置在第二发出时刻发出第二合闸命令至B相开关，使得B相开关在第二合闸时刻开始执行合闸动作，第二合闸时刻经过第五延迟时间之后为B相电压过零点的时刻；

备自投装置在第三发出时刻发出第三合闸命令至C相开关，使得C相开关在第三合闸时刻开始执行合闸动作，第三合闸时刻经过第六延迟时间之后为C相电压过零点的时刻。

在A相开关、B相开关以及C相开关的合闸过程中，开关绝缘程度下降率和机械延展的时间，实际最佳合闸时刻相对于开关开始执行合闸动作的时间会发生滞后，因此，获取A相开关对应的第四延迟时间、B相开关对应的第五延迟时间、C相开关对应的第六延迟时间，可以控制A相开关就在A相电压过零点的时刻实现实际的合闸，B相开关就在B相电压过零点的时刻实现实际的合闸，C相开关就在C相电压过零点的时刻实现实际的合闸。此时，在对A相开关、B相开关、C相开关进行合闸时，能将变压器的励磁涌流降到最小，进而避免继电保护装置跳开A相开关、B相开关以及C相开关，避免了继电保护后备保护动作造成变电站失压，保障电网安全稳定、提高供电可靠性具有重要意义。

本发明还提供一种备自投装置备供电源的合闸装置，如图3所示，该合闸装置包括：电压过零点时刻获取模块11、延迟时间获取模块12、开关合闸时间计算模块13。

电压过零点时刻获取模块11用于获取备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，备供电源通过A、B、C三相开关与变电站的变压器高压侧电性连接。

延迟时间获取模块12用于获取备自投装置发出第一合闸命令至备供电源侧A相开关与A相开关开始执行合闸动作之间所需的第一延迟时间、备自投装置发出第二合闸命令至备供电源侧B相开关与B相开关开始执行合闸动作之间所需的第二延迟时间、备自投装置发出第三合闸命令至备供电源侧C相开关与C相开关开始执行合闸动作之间所需的第三延迟时间。

开关合闸时间计算模块13用于根据备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻，以及第一延迟时间、第二延迟时间和第三延迟时间，计算得到第一发出时刻、第二发出时刻以及第三发出时刻，使得备自投装置在第一发出时刻发出第一合闸命令至A相开关，在第二发出时刻发出第二合闸命令至B相开关，在第三发出时刻发出第三合闸命令至C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点附近设定的时间范围内执行合闸动作，以避免继电保护装置的后备保护动作跳开备供电源侧A、B、C三相开关。

进一步地，电压过零点时刻获取模块11用于获取备供电源侧A、B、C三相线中的一相线电压作为参考电压，通过参考电压确定备供电源侧A、B、C三相电压过零点的时刻。

开关合闸时间计算模块13用于当备自投装置在第一发出时刻发出第一合闸命令至A相开关，在第二发出时刻发出第二合闸命令至B相开关，在第三发出时刻发出第三合闸命令至C相开关时，备供电源侧A、B、C三相开关均在对应的三相电压过零点执行合闸动作。

综上所述，本发明通过检测备供电源A、B、C三相电压的过零点时刻，并根据发出合闸命令与A、B、C三相开关开始执行合闸动作之间延迟时间，确定最终给A、B、C三相开关发出合闸命令的时刻，进而保证A、B、C三相开关在其对应的电压过零点时刻附近执行合闸动作，降低变压器的励磁涌流，保证继电保护装置的继电保护后备保护动作不会跳开A、B、C三相开关，避免继电保护后备保护动作造成变电站失压，保障电网安全稳定、提高光电可靠性具有重要意义。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。