一種智能備自投裝置控制方法
【專利摘要】一種智能備自投裝置控制方法，包括以下步驟：檢測進線電源和發(fā)電機電源的電壓值、電流值、頻率值和相位；當運行進線電源故障時備自投裝置按以下步驟運行：檢測到供電系統(tǒng)母線無壓，發(fā)電機電源解列后，發(fā)合熱備用進線電源命令；檢測到供電系統(tǒng)母線有壓，計算預計合閘角度θyq和合閘時熱備用進線電源與發(fā)電機電源相位角θ,熱備用進線電源合閘時引起的兩側相位變化φ；當θ0≤θyq+φ時，發(fā)合熱備用進線電源合閘命令；若θ0＞θyq+φ時，返回前步驟；若仍未捕捉到合閘點，發(fā)電機電源頻率達到保護時限動作頻率時，發(fā)送發(fā)電機電源與供電系統(tǒng)母線斷開命令，發(fā)電機電源與供電系統(tǒng)母線斷開后，發(fā)合熱備用進線電源合閘命令。
【專利說明】一種智能備自投裝置控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電網備自投【技術領域】，尤其是涉及一種電網備自投裝置的控制方法?！颈尘凹夹g】
[0002]對因停電對生產帶來較大影響的企業(yè)，一般采用雙回路供電，部分大型企業(yè)因生產工藝的組織，還有自備電站，其供電運行模式一般為:一次主接線為單母線分段接線，兩回進線分別接于I母線和II母線，I母線和II母線間設分段開關，自備電站電源接入I母線或II母線。受供電局運行方式限制，兩回進線不能長期同時運行，分段開關長期合閘。多數(shù)時段采用的運行方式是自備電站電源接入母線，兩段母線并列運行，兩回進線一回運行另一回熱備用，兩回進線保護重合閘退出。在該運行模式下，當運行進線故障跳閘時，由于母線上接入了自備電站電源，不能采用重合閘補救，而使發(fā)電機組突然甩負荷，發(fā)電機組與系統(tǒng)解列，常導致停機停產的事故，帶來較大的損失。
[0003]出現(xiàn)故障后，需與電網調度聯(lián)系得到許可后手動合上熱備用的進線，保證廠用及站用電運行。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，重新由運行人員手動操作同期裝置將機組并網。在此過程中，一方面由于機組突然甩負荷，大量蒸汽通過安全門排放，造成浪費，另一方面由于長時間停電導致生產線停運，產生大量次品或廢品，造成大量經濟損失。
[0004]為了提高供電的可靠性，安裝智能備自投裝置是較好的解決方案?，F(xiàn)有智能備自投裝置動作過程為:運行母線失壓，智能備自投裝置啟動，判斷所有主供線路電流，當電流値小于規(guī)定値突變量則直接切除此主供線路，通過開關量輔助節(jié)點位置確任確已斷開，同時發(fā)出熱備用進線合閘命令。然而，由于母線上接入了自備電站電源，當發(fā)變電機組仍在運行時，智能備自投裝置熱備用進線合閘命令后，若此時外部電源與發(fā)電機電源之間的壓差、頻差或相位差不符合并網條件時，將帶來嚴重的設備安全問題。
【發(fā)明內容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供電網備自投裝置的控制方法。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的備自投裝置控制方法，用于具有發(fā)電機電源和外接雙回路進線供電電源的供電系統(tǒng)，發(fā)電機電源與其中一回路進線供電電源并聯(lián)供電，雙回路進線供電電源一回路運行另一回路熱備用，其特征在于，所述備自投裝置實時不斷檢測雙回路進線供電電源和發(fā)電機電源的電壓值、電流值、頻率值和相位；當運行進線供電電源故障斷路器跳閘、或運行進線供電電源出現(xiàn)電流突變、或零電流時備自投裝置按以下步驟運行:
步驟1:所述備自投裝置檢測到運行進線供電電源無壓、電流突變、電流為零或運行進線斷路器跳閘，發(fā)電機電源解列停機后，在發(fā)跳運行進線供電電源斷路器命令的同時發(fā)通過檢無壓方式合熱備用進線供電電源斷路器合閘命令；所述備自投裝置檢測到運行進線供電電源無壓、電流突變、電流為零或運行進線斷路器跳閘，發(fā)電機電源供電后，進入以下步驟:
步驟2:所述備自投裝置按以下公式: 計算預計合閘角度0yq，單位為度
d θ /dt:當前時刻熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差變化率，單位為度/秒 d2 θ /d2t:當前時刻熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差變化率加速度，單位為度
/秒2
Tj:備自投裝置計算時間間隔，單位秒；
步驟3:所述備自投裝置按以下公式:
計算合閘時熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位角θ，單位為度θ ο:當前時刻熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差，單位為度d θ /dt:當前時刻熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差變化率，單位為度/秒d2 θ /d2t:當前時刻 熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差變化率加速度，單位為度/秒2
Tdq:熱備用進線供電電源斷路器合閘時間，單位為秒 Tg:備自投裝置固有出口時間，單位為秒；
步驟4:所述備自投裝置對合閘時熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源電壓差、頻率差在設定同期允許范圍時，當eyq+φ時，備自投裝置發(fā)合熱備用進線供電電源合閘命令，完成動作控制；若θο> Qyq+Φ時，則發(fā)電機電源頻率持續(xù)變化，并返回步驟2，其中Φ為熱備用進線供電電源合閘時由于頻率變化引起的兩側相位變化，單位為度；
步驟5:若經上述步驟后，所述備自投裝置仍未捕捉到合閘點，發(fā)電機電源頻率達到保護時限動作頻率時，所述備自投裝置發(fā)送跳發(fā)電機電源與供電系統(tǒng)母線連接斷路器命令，發(fā)電機組解列停機，同時發(fā)通過檢無壓方式合熱備用進線供電電源合閘命令。
[0007]作為進一步改進技術方案，本發(fā)明提供的備自投裝置的控制方法，步驟4中，若Θ。> eyq+Φ時，當發(fā)電機電源頻率達到保護時限動作頻率范圍之內的某一設定值時仍未滿足發(fā)送合閘命令條件，所述備自投裝置發(fā)控制發(fā)電機組超速指令，通過調節(jié)主汽門或調節(jié)門來改變發(fā)電機組的轉速，調整發(fā)電機電源頻率與熱備用進線電源頻率差滿足發(fā)送合閘命令條件。
[0008]本發(fā)明帶來的有益效果:發(fā)電機機組并網的時刻，若熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差過大，則系統(tǒng)側旋轉電勢與機組側旋轉電勢偏離角度過大，在斷路器合閘的瞬間，系統(tǒng)會在極短的時間內將發(fā)電機組拉入同步，這就使得在發(fā)電機轉子上隨受相當大的扭矩，如果合閘時相位差控制不好，必會對給發(fā)電機機組造成損傷。本發(fā)明提供的備自投裝置的控制方法在進行并網合閘時不僅考慮熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差的線性變化部分，還考慮了熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源頻差變化引起的相位差變化的加速度，更接近于相位差的實際變化，因此更能準確地反映實際情況，有利于保護發(fā)電機組，提供的備自投裝置的控制方法克服了現(xiàn)有技術的難題，通過備自投裝置提高了供電系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實施例供電系統(tǒng)結構示意圖。
【具體實施方式】
[0009]在如圖1所示的供電系統(tǒng)中，發(fā)電機電源通過斷路器530、外接1#進線供電電源通過斷路器502接入I母線并聯(lián)供電，2#進線供電電源通過斷路器504接入II母線，I母線和II母線間設分段開關500。受外接進線供電電網運行方式限制，1#進線供電電源和2#進線供電電源兩回進線不能長期同時運行，分段開關長期合閘。
[0010]正常運行方式為外接1#進線供電電源運行外接2#進線供電電源熱備用，或者外接2#進線供電電源運行外接1#進線供電電源熱備用。汽輪發(fā)電機電源通過斷路器530接入I母線。供電系統(tǒng)由兩臺主變降壓后接入IOKV供電母線。正常運行方式下汽輪發(fā)電機電源向供電系統(tǒng)送電。下面以外接1#進線供電電源運行、外接2#進線供電電源熱備用為例進一步對本發(fā)明進行說明。
[0011]本發(fā)明提供的備自投裝置的控制方法，備自投裝置不斷檢測1#、2#進線供電電源和發(fā)電機電源并入I母線或II母線的電壓值、電流值、頻率值和相位；當運行1#進線供電電源故障斷路器502跳閘、或運行1#進線供電電源出現(xiàn)電流突變、或零電流時備自投裝置按以下步驟運行:
步驟1:所述備自投裝置檢測到1#進`線供電電源故障:無壓、電流突變、電流為零或1#進線斷路器跳閘，熱備用2#進線供電電源有壓，發(fā)電機與電力系統(tǒng)解列停機后，如圖1所示的供電系統(tǒng)除熱備用2#進線外無電，在發(fā)跳運行1#進線供電電源斷路器502命令的同時發(fā)通過檢無壓方式合熱備用進線供電電源斷路器504合閘命令，供電系統(tǒng)恢復供電；所述備自投裝置檢測到1#進線供電電源故障:無壓、電流突變、電流為零或1#進線斷路器跳閘，熱備用2#進線供電電源有壓，供電系統(tǒng)I和II母線有壓，發(fā)電機電源供電后，進入以下步驟；
步驟2、所述備自投裝置按以下公式:
、 ，-Ji Θ T I (12θ
-Ly XI—X Tj ^— X ~Ti" I
^li ' 2 d-ι '.計算預計合閘角度0yq，單位是度
d θ /dt:當前時刻熱備用2#進線供電電源與發(fā)電機電源相位差變化率，單位為度/秒 d2 θ /d2t:當前時刻熱備用2#進線供電電源與發(fā)電機電源相位差變化率加速度，單位
為
度/秒2
Tj:備自投裝置計算時間間隔，單位秒；
例如:備自投裝置計算時間間隔為2ms，最大頻差為0.5Hz，最大頻差變化率為0.3Hz/s時，由上式可計算出合閘時預期合閘角度為:
Θ yq=l.5X (0.5X360X2/1000+0.5X0.3X360X360X4/100000) =0.44°
也就是裝置最大誤差在0.44°范圍內。
[0012]步驟3、所述備自投裝置按以下公式:
【權利要求】
1.一種備自投裝置控制方法，用于具有發(fā)電機電源和外接雙回路進線供電電源的供電系統(tǒng)，發(fā)電機電源與其中一回路進線供電電源并聯(lián)供電，雙回路進線供電電源一回路運行另一回路熱備用，其特征在于，所述備自投裝置實時不斷檢測雙回路進線供電電源和發(fā)電機電源的電壓值、電流值、頻率值和相位；當運行進線供電電源故障斷路器跳閘、或運行進線供電電源出現(xiàn)電流突變、或零電流時備自投裝置按以下步驟運行: 步驟1:所述備自投裝置檢測到運行進線供電電源無壓、電流突變、電流為零或運行進線斷路器跳閘，發(fā)電機電源解列停機后，在發(fā)跳運行進線供電電源斷路器命令的同時發(fā)通過檢無壓方式合熱備用進線供電電源斷路器合閘命令；所述備自投裝置檢測到運行進線供電電源無壓、電流突變、電流為零或運行進線斷路器跳閘，發(fā)電機電源供電后，進入以下步驟: 步驟2:所述備自投裝置按以下公式: 計算合閘時熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位角θ，單位為度θ ο:當前時刻熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差，單位為度d θ /dt:當前時刻熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差變化率，單位為度/秒d2 θ /d2t:當前時刻熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源相位差變化率加速度，單位為度/秒2 Tdq:熱備用進線供電電源斷路器合閘時間，單位為秒 Tg:備自投裝置固有出口時間，單位為秒； 步驟4:所述備自投裝置對合閘時熱備用進線供電電源與發(fā)電機電源電壓差、頻率差在設定同期允許范圍時，當eyq+φ時，備自投裝置發(fā)合熱備用進線供電電源合閘命令，完成動作控制；若θο> eyq+Φ時，則發(fā)電機電源頻率持續(xù)變化，并返回步驟2，其中Φ為熱備用進線供電電源合閘時由于頻率變化引起的兩側相位變化，單位為度； 步驟5:若經上述步驟后，所述備自投裝置仍未捕捉到合閘點，發(fā)電機電源頻率達到保護時限動作頻率時，所述備自投裝置發(fā)送跳發(fā)電機電源與供電系統(tǒng)母線連接斷路器命令，發(fā)電機組解列停機，同時發(fā)通過檢無壓方式合熱備用進線供電電源合閘命令。
2.根據(jù)權利要求1所述的備自投裝置控制方法，其特征在于:步驟4中，若Θ yq+Φ時，當發(fā)電機電源頻率達到保護時限動作頻率范圍之內的某一設定值時仍未滿足發(fā)送合閘命令條件，所述備自投裝置發(fā)控制發(fā)電機組超速指令，通過調節(jié)主 汽門或調節(jié)門來改變發(fā)電機組的轉速，調整發(fā)電機電源頻率與熱備用進線電源頻率差滿足發(fā)送合閘命令條件。
【文檔編號】H02J9/08GK103490502SQ201310370522
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權日:2013年8月23日
【發(fā)明者】周偉, 李正國, 王建祥, 趙禾, 周鯤鵬, 余琳, 王權斌, 姜燚 申請人:湖南駿泰漿紙有限責任公司