10kV母线快速转供电技术的研究与应用

10kV母线快速转供电技术的研究与应用

发表时间：2017-11-15T19:44:12.207Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：童炜

[导读] 摘要：在变电运行中，研究出了一种新型的变电站10KV母线快速转供电控制系统，它能够有效的减少操作过程中的停电时间，解决了常规操作中存在的问题，比如消耗时间较长、人工判断出现失误、误操作等情况，从一定程度上提升了电力系统供电的安全稳定性。

（大冶有色金属集团控股有限公司动力分公司湖北黄石 435005）

摘要：在变电运行中，研究出了一种新型的变电站10KV母线快速转供电控制系统，它能够有效的减少操作过程中的停电时间，解决了常规操作中存在的问题，比如消耗时间较长、人工判断出现失误、误操作等情况，从一定程度上提升了电力系统供电的安全稳定性。

关键词：10kv母线；快速转供电技术；道闸操作；自动控制；应用

引言：

将计算机技术、嵌入式系统技术、信号分析和处理技术与变电运行操作业务相互结合到一起，按照操作人员指令，自动完成10KV母线快速转供电操作，防止出现并列运行短路电流超出标准的情况，进而缩短停电时间，提升供电的安全稳定性。从理论上来讲，根据系统的设备计算时间，如果采用快速转供电系统，用户停电时间大约能够控制在几百毫秒内。伴随着网架结构的完善，大部分变电站均出现了主变并列运行短路电流超标的现象，并且用户对供电可靠性需求越来越高，所以该系统未来应用前景比较开阔。

1 电网正常运行时的电压偏离

电网在实际运行时，由于有功、无功出力的变化、用电负荷增减、系统接线方式异常等原因，均会造成母线电压偏离电压限值。这种情况只需进行相应调整，即可使电压恢复正常。

针对上述情况的处理措施：第一，投入AVC（或SVC）功能，设置合理的电压限值，系统自动投切电容器、电抗器，或调整110kV主变的抽头。第二，调整220kV主变抽头（超出±2档要向中调申请），控制110kV系统电压。第三，调整运行方式，合理分布负荷调整。第四，改变网络参数，停、投或并解变压器。第五，可要求有条件的地调电厂改变发电机励磁状态，控制电厂上网无功功率，限制负荷。

2 快速转供电控制系统的设计

变电站10KV母线快速转供电控制系统主要包含多个环节，逻辑控制器模块、状态寄存器模块、受控开关量采集模块、状态输出控制模块以及电源模块、通信模块和监控软件等，它们用于实现10KV母线系统的并列供电转分列供电或者分列供电转并列供电操作的顺序控制，主要的系统操作结构如下所示：

其中，变电站10KV母线转供电控制系统比较适用于常见的单母中，比如单母分段、单母4分段等10KV母线的转供电中，同时，还可以根据接线本身的复杂程度以及控制需求，适当的增加采集回路，利用逻辑编程实现不同的控制方式。

快速转供电系统核心部分是逻辑控制器莫夸，它包括逻辑控制器以及寄存器两方面，寄存器主要将采集模块收集到的模拟量状态和开关量状态等数据储存到不同地址码的寄存器中，逻辑控制器则是调用这些状态信息进行逻辑判断，根据事前设置的操作逻辑，自动执行操作逻辑指令，将输出寄存器放置在重要的位置上，通过开关量输出模块，最终驱动开关设备动作，实现10KV母线各种方式的切换要求，利用自动装置替换掉人工操作，快速转供电功能。

模拟量状态监测模块包含电压监测模块和电流检测模块。电流监测模块采集经过所有受控开关的电流大小，它作为判断开关通断状态的辅助依据，通过电压监测模块收集各个母线段上的电压大小，以此为母线段上是否有电提供判断依据。开关量状态监测模块采集所有需要监控的开关分合位置状态，再者，把开关量输出模块当做逻辑控制器指令的输出模块，驱动一次设备动作，最终达到母线状态切换的控制目的。

3 两种10KV母线快速保护方式的原理分析

3.1 电流闭锁式10KV母线快速保护

电流闭锁式10KV母线快速保护系统被称之为10KV母线快速保护，它是单独的保护装置，专门由两部分构成，分别为嵌入在主变变低10KV侧后备保护装置中的动作元件、嵌入在10KV出现保护装置中的闭锁元件，其中，嵌入10KV出现包含10KV馈线、站用变、接地变以及电容器等。10KV母线快速保护动作逻辑关系如下图所示：

动作元件负责反应流经主变变低开关电流增大而动作的，10KV母线上发生任何相见短路，都能够剖发生反应。闭锁元件则是反应

10KV出现电流增加而动作的，它可以快速发车闭锁信号，该信号被瞬时传送到变低后备保护装置中10KV母线快速保护的逻辑回路中，以闭锁10KV母线的形式保护。10KV母线快速保护功能设置为投入和10KV分段开关处于状态，当10KV母线发生故障的时候，动作元件没有动作，无10KV母线快速保护闭锁信号输出，则10KV母线快速保护经延时t1跳开主变变低开关，与此同时，闭锁1OKV备自投。10KV分段开关投入时，闭锁10kv母线快速保护。

当10KV出现保护范围内故障时，闭锁元件瞬间瞬间发出闭锁信号，并且将其传送给变低后备装置，闭锁10KV母线快速保护。要求10KV出线保护装置中的故障辨别元件具备较高的灵活性。

3.2 复合电压闭锁过电流式10KV母线快速保护

10KV母差保护为复合电压闭锁过电流保护，电压来自于10KV母线TV的三相电压，能够准确实现电压闭锁。三相电流取自变压器

10KV侧总开关以及10KV分段开关外部差接形成的电流。线路保护闭锁条件要求：10KV线路保护包含电容器，所用变电抗器的电流三段，如果电流二段带方向，电流三段也带方向，启动过程中，输出接点去闭锁本段母线的简易母差保护，需要注意，当10KV线路包含电容器、