王清海; 戴观权; 魏长春; 黄勇; 蔡泽祥
【期刊名称】《《机电工程技术》》
【年(卷),期】2019(048)007
【总页数】探空气球3页(P220-222)
【关键词】负荷转供; 低压配电网; 备用电源自动投入装置; 智能联切 【作 者】王清海; 戴观权; 魏长春; 黄勇; 蔡泽祥
【作者单位】广州穗华能源科技有限公司 广东广州 510530; 华南理工大学电力学院 广东广州 510640
【正文语种】中 文
【中图分类】TM712
耐高温盘根0 引言
备自投作为电力系统中常用的一种安全自动装置，主要实现低压不同母线之间的电源切换，研究并提高备自投装置的业务功能以及逻辑原理，对于保证电力系统的可靠性运行、可持续供电有着重要的意义[1-3]。
随着综合自动化变电站的快速建设和电网构架的逐步完善，备自投装置的设计和研究也日益增加，在电网应用的备自投装置也逐渐由电磁型备自投装置升级为微机型装置和软件编程备自投，已经在电网运行中发挥了很大的作用，在一定程度上提高了电网的供电可靠性。然而，就目前而言，大多数基于传统低压备自投装置改造升级的低压负荷转供装置，缺乏主变容量判别、低压出线故障顶跳上级开关等智能化业务功能及逻辑原理，基本只作为单纯双电源切换执行单元，对于接线方式复杂的低压配电网缺乏通用性和适配性，无法顺从智能配电网的发展需求[4-5]。
因此，针对目前备自投的逻辑与功能的不足，本文详细分析了智能环网式的低压负荷转供业务功能及逻辑原理，并应用于低压负荷转供装置中，可在备自投常规功能逻辑基础上，进一步实现分析变压器容量是否可以进行转供、是否为低压出线故障顶跳上级变压器（需
切除低压出线故障）、低压负载超负荷需要进行负荷联切等智能化功能逻辑，并能适用于配网多种接线形式，能够有效保障低压配电网的稳定运行，提高供电可靠性。
1 低压负荷转供
为防止电力系统出现过负荷损坏变压器现象，即当电力系统因发电和用电负荷的需求过大时，按照事先整定的动作负荷值，依次将系统中预先安排好的一部分次要负荷切除，从而使系统减轻负荷，回归正常运行状态。低压智能负荷转供装置是实现这一措施的自动装置。它由负荷测量和减载两个环节组成。为尽量减小切除负荷及尽快恢复供电可靠性，要根据系统负荷的大小把要切除的负荷分为若干轮，在超负荷过程中顺次切除。
步态识别低压智能备自投装置实时采集低压系统内的母线电压、变低电压、开关位置、实时电流等电气数据，实现自动分断进线开关、分断开关等双电源切换功能。
1.1 有压、无压和无流条件
（1）母线有压指母线的两个线电压Uab、Ubc中至少有一个大于母线有压定值d001；
（2）母线无压指母线的两个线电压Uab、Ubc均小于母线无压定值d002；
（3）进线有压指进线的一个相电压（或线电压）大于进线有压定值d003；
（4）进线无流指工作电源进线的一个相电流小于进线无流定值d004。
1.2 工程一次主接线图
低压智能负荷转供装置可适用于进线开关和内桥开关的自动转供。
图1 主接线图Fig.1 The main wiring diagram
在图1所示的主接线方式下，分析四种系统运行方式，方式1、方式2作为线路自动转供，分别选择2DL和1DL作为自动转供开关；方式3和方式4选择联络开关3DL作为自动转供开关，方式3为跳1DL合3DL，方式4为跳2DL合3DL。
2 低压负荷转供业务功能及逻辑原理
2.1 符号表达定义
（1）UI＞、UII＞分别为Ⅰ母、Ⅱ母三相有压；
（2）UI＜、UII＜分别为Ⅰ母、Ⅱ母三相无压；
（3） 1DL-TW、 2DL-TW、 3DL-TW 分 别 为 1DL、2DL、3DL的开关位置（常开节点），装置采集开关状态遥信位置均为单位置，即开关位置（常开节点）；
（4）1ST、2ST、3ST分别为1DL、2DL、3DL的手动跳闸开入；BS为闭锁备投开入，例如母线故障；
（5）Ux1＞、Ux2＞分别为＃1线路有压、＃2线路有压；分别采集#1线路和#2线路的A、B、C三相电压，装置显示Ux1A、Ux1B、Ux1C；
（6）I1＜0.2A为＃1线路无流，#2线路I2同理，当线路有流时，但母线处于失压状态，闭锁转供功能；
（7）S1为两段母线负载和值；S2为转供变压器最大容量阀值；当比较S1与S2的大小时，装置通过I1和I2自动记忆母线失压前的总负荷数值,并与待转供变压器的最大容量阀值S2进行比较，负荷转供条件，再进行转供；
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（8）T判断为装置判断是否可以转供的时限，例如是否为出线故障顶跳进线开关、或比较S1与S2的大小；
（9）当满足充电条件时，装置进行15S充电，充电条件不成立时，装置进入放电状态，充电时间可现场设定；
（10）#2线路电压投/退、与#1线路电压投/退为检备用线路有压逻辑，可通过控制字整定，当投入时，必须保证备用线路有压，才能继续充电，当退出时，可直接跳过检测阶段，进行充电。
2.2 线路转供（方式1）
原理如图2所示，＃1进线运行，＃2进线备用。当＃1进线电源因故障或其它原因被断开后，＃2进线备用电源自动投入，且只允许动作—次。
图2 线路负荷转供方式1原理图Fig.2 Schematic diagram of line load transfer mode 1注：T1为自投方式1执行时限。
2.3 线路转供（方式2）
方式2过程同方式1，其原理如图3所示。
图3 线路负荷转供方式2原理图Fig.3 Schematic diagram of line load transfer mode 2注：T2为自投方式2执行时限。
2.4 段开关自动转供（方式3，方式4）
分段开关自动转供类似于桥开关自动转供，其原理如图4所示。
2.5 低压出线顶跳上级
低压出线顶跳上级的逻辑原理实现过程：
（1）通过400 V出线的短路告警信号和400V出线的相应的遥测电气量，准备进行合理切除故障线路；
（2）通过远程通讯遥控切该出线开关；或通过二次接线直接操作低压塑壳开关脱扣器切该出线开关；
图4 分段开关自动转供原理图Fig.4 Schematic diagram of automatic transfer of sectionalized switch注：T3为自动转供方式3执行时限；T4为自动转供方式4执行时限。
（3）通过低压智能负荷转供装置自动恢复合1DL；
（4）在整个过程中，如检测不到出线故障信号，则闭锁负荷转供功能，当系统中有多个转供装置时，此闭锁逻辑应闭锁故障母线相邻的装置进行转供操作，其原理如图5所示。
图5 联切故障-自动转供原理图Fig.5 Simultaneous-cut fault-automatic transfer schematic diagram
2.6 过负荷联切
近年来，由于电力系统负荷日益增加，备自投装置动作后引起过负荷的问题日益突出，越来越受电力用户所重视[6-8]。为了提高电网的供电可靠性，往往采用两个或多个电源供电，同时装设备用电源自动投入装置，当工作电源由于某种原因失去后迅速地将备用电源自动投入使负荷重新获得电源[9]。然而，当备自投动作后电网运行方式变化、负荷发生转移，易引起系统过负荷运行，严重时将引起保护跳闸、扩大停电范围，给电力系统的供电
可靠性带来不利影响[10-11]。
智能转供装置在合上备用电源断路器后，备用电源将向负荷供电，当备用电源容量不足以带动所有负荷时，应切除部分次要的负荷，以保证供电的可靠性。在转供合上备用电源开关后，在120 s内监视备用电源的电流。若在120 s内，进线电流超越相应的联切负荷定值，过负荷联切启动，其后不再受120 s的开放时间控制，若过负荷联切返回，则过负荷联切自动退出。
在装置中配置三段过负荷后联切保护，其电流定值和动作时限可独立整定，依据负荷重要程度，依次切除次要负荷。此功能也适用于系统正常运行时，由于用电负荷的需求过大时，按照事先整定的动作负荷值，依次将系统中预先安排好的一部分次要负荷切除，从而使系统减轻负荷，回归正常运行状态。
3 结束语
本文通过分析低压负荷转供的业务功能及逻辑原理，从系统多接线方式及变压器容量、配网低压出线故障、过负荷联切等多角度因素确定了配电网系统负荷转供需亟待解决的问题，
并给出了响应的功能策略及逻辑原理，将此功能策略及逻辑原理应用于智能低压负荷转供装置中，实现配网系统对于双电源切换的智能化控制，提高供电效率，形成智能环网。
参考文献：
紧急切断装置【相关文献】
［1］徐金玲，郑建勇.基于μC/OS-II的备用电源自动投入装置设计［J］.单片机与嵌入式系统应用，2005（09）：56-59.
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