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变电站自动化系统中安全自动装置几个问题1同期合闸
1.1概要说明同期合闸是变电站中常常遇到的操作,对减小冲击,提高系统稳定性具有重要作用同期的条件有三点频差、压差、角差合格同期要求为安全、精确、快速三个条件中安全最重要,同期装置必需有完善的闭锁功能,宁拒动不误动对差频同期,在系统角差为0时合闸,对系统的冲击最小;电厂中作为发电机的并网,快速性也很重要,捕获第一次角度合闸可以节约大量能源
1.2环网并列与差频同期差频同期是指两个没有电气联系的两个系统的并列,包括发电机的并网及两个无联系电网的并列;两侧的频率不同,有可能捕获到0角度合闸机遇环网并列是指两个本已有电气联接的系统,再在该点增加一个联络开关;两侧频率相同,相角差即为系统在这两点之间的功角,该角度在网络拓扑及负荷没有大变动时根本保持不变国内有的称之为检同期与捕获同期,有的称之检同期与准同期,有的叫同频同期与差频同期两个系统若频率相差在测量误差范围内,是同频,但却不能按同网来同期,为了物理概念上的清楚,本文定义这两种方式为环网并列与差频同期差频同期的目标是捕获第一次的零相角差机遇合闸,即自动准同期;环网并列相角差为两端的功角,仅是一个压差和功角的闭锁功能
1.3同期遥控方式及自顺应辨认环网并列和差频同期的要求不同装置虽然可以自顺应地推断出是同频还是差频,但对频差很小的系统,这样作意味着牺牲一些时间来推断,会对合闸的机遇带来延误而调度员是了解系统的运行结构的,明白欲合闸的断路器是处于同频还是差频同期的位置,在发指令的时分即区分开同频同期、差频同期、遥控合闸指令会更好装置的自动辨认功能,是指在合闸指令下发后,自动推断是差频、同频还是无压状态,并由不同的约束条件进行操作
1.4合闸导前时间的计算装置出口到断路器合上闸的动作时间,它的精确获得直接关系到同期点角差的精确性常规方法是通过开入量的方式,即通过接入断路器的辅助接点,来计算发出合闸令到该信号变位的时间该方法思路直接,简单完成;但问题是当断路器合上电流的时辰与辅助接点变位不全都的时差会引入误差,另外要接点抖动也影响精度本文提出一种模拟量检测导前时间的方法,即用电流的从无到有的检测若采样装置采样速率能到达点/周波(DF1700模块采样速率),则时间辨别率约为
0.3毫秒,可以满意要求这种方法要求引入电流的检测,分布式的同期系统一般是将同期功能融合在断路器的测控单元中,能满意这种要求该方法物理概念更为清楚从无流变为有流(而不是辅助接点变位)时,才算真正合闸胜利
1.5同期算法同期是一项牢靠性要求极高的操作误动时的大角度合闸会给发电机及系统带来很大的冲击,降低发电机的运用寿命,或是带来系统的振荡及解列而延误第一次最正确同期时期也是要尽量防止的因此必需考虑高牢靠性、高精度、多级闭锁、快速的掌握算法与措施从装置牢靠性上考虑,有的厂家采纳双微机掌握的方式,是一种好的思路也可用硬件上的其它方法算法上多重化计算及闭锁也很重要计算方法大体有两种,一是硬件整形脉冲比相的方法,一是通过采样点比拟幅值和相位的方法两种方法各有利弊,相互协作能产生完善而稳定的效果2电压无功综合自动掌握
2.1VQC掌握特性及掌握模式的思索相对于同期合闸,VQC则是一个时辰运行的、以整个变电站为对象的、相对慢速的一个掌握系统其掌握策略冗杂,对出口的实时性要求不高,但对闭锁的响应要求快速、完备现有站内VQC完成方式根本有3种后台软件VQC、主控单元网络VQC、独立硬件的VQC后台软件VQC将掌握策略全部放在后台监控主机中,通过间隔层的测控单元取得数据,微机中VQC软件依据实时数据推断并发掌握指令,由相应测控单元执行长处是人机界面友好,便利调试和维护主控单元网络VQC系统将掌握核心下放到间隔层,由单独的CPU完成,但其10的输入输出仍由间隔层10测控模块完成长处网络数据的得到更直接了一层,闭锁的速度较第一种方式快了一些但界面一般较差,维护和设置不会太轻松独立硬件VQC系统不依靠其他装置,本身溶输入输出与策略推断为一体好处是闭锁的速度最快,从闭锁的角度讲牢靠性最高但问题是需要重复铺设大量的电缆,信号重复采集如今的问题是:用户选择时,既觉得独立硬件的VQC系统造价高、多拉电缆,又担忧网络型VQC产品的牢靠性VQC对对闭锁的速度要求高网络型VQC的问题是,当发出掌握出口指令后,这时发生可主变爱护或电容器爱护动作等需闭锁的情况,无法弥补这个时间差换一个思路思索把掌握策略放在PC机中,而把闭锁策略放在相应的测控单元中即后台掌握+闭锁,间隔层闭锁通过软PLC功能将需要的闭锁条件输入10装置中,对后台发来的掌握指令不是即刻执行,而是通过自身的闭锁规律检查,出口条件满意才能出口,这样既保证了实时的闭锁速度,又保证了后台策略的丰富对于以上三种方式是对电站内完成VQC的方法,但实际应用过程中有的局内不使站内单独VQC系统,因它是在站内单独的调整,往往满意不了系统要求,存在肯定弊端,常运用系统综合电压无功自动调整,在调度自动化端完成,来调整整个系统的无功优化搭配
2.2运行方式的自动辨认变电站运行方式会伴着负荷和装备状况调整,这样就要求VQC要自顺应跟随运行方式的转变,作出不同的掌握策略对不同的变压器组数、不同的一次接线方式,由母联、分段、桥开关、变压器的搭配可以有多种接线方式,不同方式掌握策略是不同的,这里面有一个模式辨认的问题本文提出的辨认方法不仅应包括母联、分段等的辅助接点的开入量;还包括母联、分段上的电流、相角等沟通量
2.3全网无功电压掌握无功调控从本质上说是个全网的问题,而不是变电站的问题建立在破坏网中其他部分无功基础上的本站平衡并不正确无功电压掌握追求的应当是全网的最优解,而不是某个站的最优解各自为政的VQC调整,会造成屡次调整或同时调整在通信牢靠保证的前提下,应当协作将全网VQC作在地、县调度自动系统中,即节约投资,乂符合电网实际情况3备用电源自动投入
3.1可编程PLC功能的应用由于备自投方式较多,不行能每种情况作一种装置,这就要采纳相同硬件基础上的软件PLC功能通过装置内嵌的PLC解释软件解释由外部对自投规律的重新编排,现场可设置
3.2厂用电快速备自投在火电厂中具有大量大容量的厂用机械电动机的厂用电切换过程中,备投就是一个快速备自投的问题在工作电源消逝后,大容量的旋转机械使得母线上电压的衰减是个渐渐下降的过程,并不是立刻消逝由于电动机群在惰性作用,残压的幅值和频率是改变的,备用电源投入中,也存在一个最正确合闸机遇的问题一般最正确投入时间为失电后第一次的30°角差范围内,对装置来说快速的处理器DSP及快速出口继电器的选择就很重要了在失去第一次快速备自投入的时机后,等候下一次合闸机遇就又是同期的问题了4小电流接地系统的接地选线XX%的精确选线是个困扰多年的难题常规的集中式的选线装置的问题是
1、多拉电缆;
2、可能要改造CT;
3、只引入零序电流,分析要素少,精确度低;
4、不符合变电站自动化分布式的设计思想将其做成分布式的应当会更好中性点经消弧线圈接地系统,零序电流与零序电压的夹角方向没有明确的反向关系,较难检测;5次谐波方法又存在信号小、信噪比低,精确度差的问题西门子公司提供了一种高灵敏接地爱护的检测原理,可以借鉴它的推断依据是零序有功和零序无功的方向及大小其特长是充足利用了零序电压、零序电流的方向和幅值,利用不同形式的点积来分析问题西门子在信号的处理、TA误差角的补偿等方面作了许多工作,来弥补一次系统信号弱的问题SIEMENS的思路仍是从二次侧考虑问题,换一个思路,二次缺乏一次补,能够更好地解决这个问题例如许多站中已装设自动调谐线圈,将自动消谐与接地选线作在一起可以更好在调谐的过程中,只有接地线路的零序电流转变,而非接地线路中流过的仍是容性电流,采纳简洁如此考虑在消弧线与地之间串接一个功率电阻,平常用一对常闭接的差分技术就可精确辨别出故障线路没有加装可调谐线圈的站中,可点将其并联掉,当检测到接地(3U0启动)时,断开常闭接点,串入电阻,转变流过消弧线圈到地的阻性电流重量,只需串入
0.5S的时间,即可推断出接地线路;此法精确适用,但需要改造一次装备
5.结语本文对变电站自动化安全自动装置的几个方面的问题进行了肯定范围的探讨,提出了几点看法,由于研讨范围及水平有限,不当之处在所难免,敬请大家指教。