备自投装置的负荷均分方法及装置与流程

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，尤其涉及一种备自投装置的负荷均分方法及装置。

背景技术：

一般来说，如图1所示，配置有3台主变的220kV或110kV降压变电站，中间主变的变低侧按双开关配置，分别各供一段母线，具体为第二母线2M和第三母线3M。常规运行方式下，第一开关装置1DL(边主变即#1主变的变低侧连接的开关装置)、第二开关装置2DL(中间主变即2#主变的变低侧连接的两个开关装置中的一个)、第三开关装置3DL(中间主变即2#主变的变低侧连接的两个开关装置中的另一个)和第四开关装置4DL(另一边主变即#3主变的变低侧连接的开关装置)均在闭合状态，即合位状态；两个分段开关：第一分段开关5DL和第二分段开关6DL处于断开状态，即分位状态；每台边主变分别带一段母线，第一分段开关5DL和第二分段开关6DL分别配置一套10kV备自投装置。

传统的备自投装置的负荷均分方法，若边主变即#1主变跳闸，第一母线1M失压，配置于第一分段开关5DL的备自投装置跳开第一开关装置1DL，合上第一分段开关5DL，然后发送负荷均分信号给第二分段开关6DL的备自投装置；第二分段开关6DL的备自投装置接收到负荷均分动作信号后，断开与第二分段开关6DL连接、与中间主变的变低侧连接的第三开关装置3DL，确认该开关装置3DL断开后，再合上第二分段开关6DL开关，从而实现负荷均分功能。

该方法能够实现主变跳闸后负荷均匀地分配给剩余主变供电，合理利用运行主变的供电能力，实现资源最优配置。但是该方法存在的问题是，配置于第二分段开关6DL的备自投装置先断开第三开关装置3DL后再合上第二分段开关6DL，会导致连接第三开关装置3DL的第三母线3M短时失压，若第三母线3M所带负荷配有低压脱扣装置，将可能造成负荷损失、电网供电可靠性降低。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种能够减少负荷损失、提高电网供电可靠性的备自投装置的负荷均分方法及装置。

一种备自投装置的负荷均分方法，包括：

采集自身备自投装置所属电路的电气信息；

判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号；

若是，则在根据所述电气信息判定所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件时，发送将所述分段开关合位的开关合位指令；

在所述分段开关合位之后，发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令。

一种备自投装置的负荷均分装置，包括：

电气信息采集模块，用于采集自身备自投装置所属电路的电气信息；

信号接收判断模块，用于判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号；

同期条件判断模块，用于在所述信号接收判断模块判定接收到另一自投装置发送的负荷均分动作信号时，根据所述电气信息判断所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件；

合位指令发送模块，用于在所述同期条件判断模块判定满足同期合闸条件时，发送将所述分段开关合位的开关合位指令；

分位指令发送模块，用于在所述分段开关合位之后，发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令。

上述备自投装置的负荷均分方法及装置，采集自身备自投装置所属电路的电气信息；判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号；若是，则在根据所述电气信息判定所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件时，发送将所述分段开关合位的开关合位指令；在所述分段开关合位之后，发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令。该方法及装置并未采用会导致母线短时失压而可能造成负荷损失的、先跳开中间主变低压侧的第一分支开关再合上分段开关的“先分再合”的负荷均分策略，而是采用先合上分段开关再跳开中间主变低压侧的第一分支开关的“先合再分”的负荷均分策略，且为了实现“先合再分”的负荷均分策略，在发送将所述分段开关合位的开关合位指令之前，先根据所述电气信息判断所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件，在判定满足同期合闸条件时才发送将所述分段开关合位的开关合位指令。因此，该方法及装置可以避免母线短时失压、减少负荷损失，提高电网供电可靠性。

附图说明

图1为备自投装置的负荷均分方法的工作环境的电路图；

图2为一实施例的备自投装置的负荷均分方法的流程图；

图3为另一实施例的备自投装置的负荷均分方法的流程图；

图4为备自投装置的负荷均分方法的一个步骤的具体流程图；

图5为又一实施例的备自投装置的负荷均分方法的流程图；

图6为一实施例的备自投装置的负荷均分装置的结构图；

图7为另一实施例的备自投装置的负荷均分装置的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/和”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图2所示，本发明提供一种备自投装置的负荷均分方法，该方法运行于图1中的第一分段开关5DL或第二分段开关6DL所配置的备自投装置上。若本方法运行在第一分段开关5DL所配置的备自投装置上，则另一备自投装置为第二分段开关6DL所配置的备自投装置；反之，若本方法运行在第二分段开关6DL所配置的备自投装置上，则另一备自投装置为第一分段开关5DL所配置的备自投装置。该方法，包括：

S210：采集自身备自投装置所属电路的电气信息。

请结合参阅图1，若本方法运行在第一分段开关5DL所配置的备自投装置上，则该备自投装置所属电路即指第一分段开关5DL所配置的备自投装置的所属电路，备自投装置所属电路包括的边主变为#1主变、边主变低压侧连接的主变开关装置为第一开关装置1DL、中间主变为#2主变、中间主变连接的第一分支开关为第二开关装置2DL、中间主变连接的第二分支开关为第三开关装置3DL、连接边主变低压侧连接的主变开关装置及中间主变连接的第一分支开关的分段开关为第一分段开关5DL、中间主变低压侧的第二分支开关所供的母线为第三母线3M、分段开关的两侧母线分别为边主变低压侧的主变开关装置所供的母线及中间主变低压侧的第一分支开关所供的母线。其中，边主变低压侧的主变开关装置所供的母线为连接分段开关与主变开关装置的第一母线1M，中间主变低压侧的第一分支开关所供的母线为连接分段开关与第一分支开关的第二母线2M。若本方法运行在第二分段开关6DL所配置的配置投装置上，则该备自投装置所属电路即指第二分段开关6DL所配置的备自投装置的所属电路，备自投装置所属电路包括的边主变为#2主变、边主变低压侧连接的主变开关装置为第四开关装置4DL、中间主变为#2主变、中间主变连接的第一分支开关为第三开关装置3DL、中间主变连接的第二分支开关为第二开关装置2DL、连接边主变低压侧连接的主变开关装置及中间主变连接的第一分支开关的分段开关为第二分段开关6DL、中间主变低压侧的第二分支开关所供的母线为第二母线2M、分段开关的两侧母线分别为边主变低压侧的主变开关装置所供的母线及中间主变低压侧的第一分支开关所供的母线。其中，边主变低压侧的主变开关装置所供的母线为连接分段开关与主变开关装置的第四母线4M，中间主变低压侧的第一分支开关所供的母线为连接分段开关与第一分支开关的第三母线3M。

在本实施例中，电气信息至少包括分段开关的两侧母线的三相电压、相位角及延时。

S250：判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号。

当另一备自投装置所属电路的边主变低压侧的主变开关装置跳闸时，需要合上该备自投装置所述电路对应的分段开关，并发送负荷均分动作信号。因此，在需要通过备自投装置实现负荷均分时，本发明所运行于的备自投装置能够接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号。

若是，即若判定接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号，则执行步骤S270。

S270：在根据所述电气信息判定所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件时，发送将所述分段开关合位的开关合位指令。

同期合闸条件是分段开关两侧母线的三相电压中的最大电压差小于预设同期电压差值、最大相角差小于预设检同期相角差定值，且延时满足预设延时。其中，预设延时优选为20ms；预设同期电压差值及预设检同期相角差定值为根据实践经验设定的值，或者为默认设置的值。当判定两侧母线满足同期合闸条件时，立即发送将分段开关合位的开关合位指令，以控制分段开关合位。

S290：在所述分段开关合位之后，发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令。

在分段开关合位之后，可进行下一步逻辑，发送跳开中间主变低压侧、与分段开关连接的主变开关装置的开关分位指令，以使得主变开关装置跳开，达到负荷均分、合理利用运行主变的供电能力、实现资源最优配置的目的。

上述备自投装置的负荷均分方法，采集自身备自投装置所属电路的电气信息；判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号；若是，则在根据所述电气信息判定所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件时，发送将所述分段开关合位的开关合位指令；在所述分段开关合位之后，发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令。该方法并未采用会导致母线短时失压而可能造成负荷损失的、先跳开中间主变低压侧的第一分支开关再合上分段开关的“先分再合”的负荷均分策略，而是采用先合上分段开关再跳开中间主变低压侧的第一分支开关的“先合再分”的负荷均分策略，且为了实现“先合再分”的负荷均分策略，在发送将所述分段开关合位的开关合位指令之前，先根据所述电气信息判断所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件，在判定满足同期合闸条件时才发送将所述分段开关合位的开关合位指令。因此，该方法可以避免母线短时失压、减少负荷损失，提高电网供电可靠性。

请参阅图3，在其中一个实施例中，所述发送将所述分段开关合位的开关合位指令的步骤之后，还包括：

S380：检测所述分段开关是否合位。

可以通过检测分段开关的电气特征来检测分段开关是否合位。

所述发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令的指令之后，还包括：

S3A0：判断所述第一分支开关的状态是否为分位，并根据判断结果输出负荷均分结果。可以通过判断第一分支开关的电气特征来判断第一分支开关的状态是否为分位。若判定第一分支的开关状态为分位，则输出负荷均分成功；否则，输出负荷均分失败。

可以通过输出负荷成功或失败的方式来对负荷均分是否成功做进一步处理，也可以通过输出负荷成功或失败的方式使用户知晓负荷均分的结果。如，可以通过显示负荷均分成功或失败的方式输出负荷均分结果。

请参阅图4，在其中一个实施例中，所述在根据所述电气信息判定所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件时，发送将所述分段开关合位的开关合位指令的步骤，包括：

S471：判断预设的负荷均分先合后分的定值是否为预设值。若是，则执行S473；否则，直接输出负荷均分失败。

预设的负荷均分先合后分的定值是预设设置的表示是否可以采用“先合后分”的策略进行负荷均分的定值。预设值为表示可以采用“先合后分”的策略进行负荷均分的定值。可以用定值“1”表示可以采用“先合后分”的策略进行负荷均分；用定值“0”表示不可以采用“先合后分”的策略进行负荷均分。也即，预设值可以为“1”。

如此，可以通过用户预设设定的方式来设定是否可以采用“先合后分”的策略进行负荷均分。在本实施例中，仅可以在用户设定了可以采用“先合后分”的策略进行负荷均分时，才能执行后续步骤。

若按照负荷均分先合后分的策略执行，检测两段母线满足同期条件后合分段开关，对于上级电气联系紧密的方式下，同期合闸的成功率高，可以避免母线失压，也避免了因母线失压而造成的负荷脱扣问题，保持负荷供电连续。对于少量上级电气联系较弱、电气距离较远的站点，可能存在同期合闸的成功率不太高的情况，可以采取先分后合的策略。通过预设的负荷均分先合后分的定值，可大大提高备自投装置负荷均分动作的灵活性，可以因应具体站点的实际需求，预设最优的负荷均分策略。

S473：根据所述电气信息判断所述分段开关的两侧母线是否满足同期合闸条件。

S475：若判定所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件，则发送将所述分段开关合位的开关合位指令。

可以理解地，若判定分段开关的两侧母线不满足同期合闸条件，则不会发送将分段开关合位的开关合位指令，也不能执行后续进行负荷均分的步骤。

请参阅图5，在其中一个实施例中，所述判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号的步骤之前，即步骤S550之前，还包括：

S530：根据所述电气信息判断与所述备自投装置配置于的分段开关及与所述分段开关的两侧母线是否满足分段备投充电条件。

此时，步骤S550具体为，当判定与所述备自投装置配置于的分段开关及与所述分段开关的两侧母线满足分段备投充电条件时，判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号。

在本实施例中，电气信息还包括分段开关的状态及分段开关的两侧母线的三相电压。分段备投充电条件是：分段开关两侧的母线的三相电压均大于预设有压定值，分段开关处于分位状态，且满足固化充电延时的要求。其中，预设有压定值和固化充电延时的要求是根据经验确定的。

请结合图1，以第二分段开关6DL的备自投装置为例，正常情况下，可以实现负荷均分功能的起始条件应为：#2主变的3DL、#3主变的4DL作为主供电源，分别为3M和4M供电，分段开关6DL处于分位。在这种运行工况下，6DL的备自投装置将进入分段备投充电状态，才可能实现负荷均分功能。

若不满足分段开关6DL两侧母线的三相电压均大于预设有压值的条件，则说明至少有一段母线无压，此时负荷均分逻辑均不应动作。这是因为，若4M无压，则说明#3主变的4DL处于断开状态，#3主变无法提供供电电源，此种运行工况下若负荷均分动作，最后切开3DL开关后将直接导致3M无压，造成事故范围扩大的后果；若3M无压，则说明#2主变的3DL处于断开状态，则负荷均分功能无需动作。

若不满足分段开关应处于分位状态的条件，则说明3M和4M已经合在一起供电，也无需负荷均分功能动作。

在本实施例中，只有同时满足判定接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号及根据所述电气信息判定与所述备自投装置配置于的分段开关及与所述分段开关的两侧母线满足分段备投充电条件时，才能继续执行后续步骤。

在其中一个实施例中，所述判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号的步骤之后，即步骤S550之前，还包括：

S540：判断是否允许接收均分信号的属性是否为允许接收的状态。

此时，步骤S550具体为，当判定是否允许接收均分信号的属性为允许接收的状态时，判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号。

在本实施例中，设置有“是否允许接收均分信号”的属性，该属性表示本方法运行的备自投装置是否可以接收均分动作信号，该属性可以由用户控制负荷均分功能的开放，以达到控制备自投装置是否可以进行负荷均分操作的目的。可以用“1”表示允许接收的状态，用“0”表示不允许接收的状态。

可以理解地，只有在允许接收均分信号的属性为允许接收的状态且判定接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号时，才能继续后续进行负荷均分的步骤。

在其中一个实施例中，所述判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号的步骤之后，即步骤S550，还包括：

S560：根据所述电气信息判断所述中间主变低压侧两支路的电流矢量和是否超过预设值。具体地，当判定接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号时，根据所述电气信息判断所述中间主变低压侧两支路的电流矢量和是否超过预设值。

在本实施例中，电气信息还包括中间主变低压侧两支路的电流。判断所述中间主变低压侧两支路的电流矢量和是否超过预设值的判别条件是负荷均分动作的防误条件。此处预设值的作用是用于判断中间主变低压侧负载应满足负荷均分的动作条件所对应的负荷水平，确保收到的负荷均分动作信号有效。对于发令侧的备自投装置，其在分段备投动作后，将根据中间主变低压侧负载是否超过预设均分动作电流定值以判断是否发出负荷均分动作信号。因此，若收令侧备自投装置收到发令侧备自投装置发来的负荷均分动作信号，即说明中间主变低压侧负载应该已超过预设均分动作电流定值。考虑模拟量采样可能存在误差，收令侧备自投装置的负荷均分动作防误条件的预设值可以按照均分动作电流定值的某一裕度值设定，该裕度值可以整定为95％，从而有效避免备自投装置因采样误差造成拒动的可能性。同时，此判断条件也有效避免了因硬件异常导致硬结点闭合形成“负荷均分动作”等错误信号的干扰，有效地提高了装置动作的正确性。

可以理解地，只有同时满足判定接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号及根据所述电气信息判断所述中间主变低压侧两支路的电流矢量和超过预设值时，才能继续执行后续步骤。

在其中一个实施例中，请继续参阅图5，需要同时满足图5中的S530、S540、S550、S560的4个判定条件，才能继续执行后续步骤。优选地，只有依次满足图5中的S530、S540、S550、S560的4个判定条件，才能继续执行后续步骤。

请参阅图6，本发明还提供一种与上述备自投装置的负荷均分方法对应的备自投装置的负荷均分装置，包括：

电气信息采集模块610，用于采集自身备自投装置所属电路的电气信息；

信号接收判断模块650，用于判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号；

同期条件判断模块673，用于在所述信号接收判断模块判定接收到另一自投装置发送的负荷均分动作信号时，根据所述电气信息判断所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件；

合位指令发送模块675，用于在所述同期条件判断模块判定满足同期合闸条件时，发送将所述分段开关合位的开关合位指令；

分位指令发送模块690，用于在所述分段开关合位之后，发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令。

上述备自投装置的负荷均分装置，采集自身备自投装置所属电路的电气信息；判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号；若是，则在根据所述电气信息判定所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件时，发送将所述分段开关合位的开关合位指令；在所述分段开关合位之后，发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令。该装置并未采用会导致母线短时失压而可能造成负荷损失的、先跳开中间主变低压侧的第一分支开关再合上分段开关的“先分再合”的负荷均分策略，而是采用先合上分段开关再跳开中间主变低压侧的第一分支开关的“先合再分”的负荷均分策略，且为了实现“先合再分”的负荷均分策略，在发送将所述分段开关合位的开关合位指令之前，先根据所述电气信息判断所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件，在判定满足同期合闸条件时才发送将所述分段开关合位的开关合位指令。因此，该装置可以避免母线短时失压、减少负荷损失，提高电网供电可靠性。

请参阅图7，在其中一个实施例中，还包括合位检测模块780、分位判断模块7A0及结果输出模块7B0；

所述合位检测模块780，用于检测所述分段开关是否合位；

所述分位指令发送模块790，用于所述合位检测模块780检测到所述分段开关合位之后，发送跳开中间主变低压侧、与所述分段开关连接的第一分支开关的开关分位指令；

所述分位判断模块7A0，用于判断所述第一分支开关的状态是否为分位；

所述结果输出模块7B0，用于根据所述分位判断模块7A0的判断结果输出负荷均分结果。

请继续参阅图7，还包括策略判断模块771；

所述策略判断模块771，用于在所述信号接收判断模块750判定接收到另一自投装置发送的负荷均分动作信号时，判断预设的负荷均分先合后分的定值是否为预设值；

同期条件判断模块773，用于在所述策略判断模块771判定预设的负荷均分先合后分的定值为预设值时，根据所述电气信息判断所述分段开关的两侧母线满足同期合闸条件。

请继续参与图7，在其中一个实施例中，还包括充电条件判断模块730；

所述充电条件判断模块730，用于根据所述电气信息判断与所述备自投装置配置于的分段开关及与所述分段开关的两侧母线是否满足分段备投充电条件；

所述策略判断模块771，用于在所述信号接收判断模块750判定接收到另一自投装置发送的负荷均分动作信号，且所述充电条件判断模块730判定满足分段备投充电条件时，判断预设的负荷均分先合后分的定值是否为预设值。

在其中一个实施例中，还包括允许接收状态判断模块740；

所述允许状态判断模块740，用于在所述充电条件判断模块730判定满足分段备投充电条件时，判断是否允许接收均分信号的属性是否为允许接收的状态；

所述信号接收判断模块750，用于在所述允许状态判断模块740判定是否允许接收均分信号的属性为允许接收的状态时，判断是否接收到另一备自投装置发送的负荷均分动作信号；

所述策略判断模块771，用于在所述信号接收判断模块750判定接收到另一自投装置发送的负荷均分动作信号时，判断预设的负荷均分先合后分的定值是否为预设值。

在其中一个实施例中，还包括防误判断模块760；

所述防误判断模块760，用于在所述信号接收判断模块750判定接收到另一自投装置发送的负荷均分动作信号时，根据所述电气信息判断所述中间主变低压侧两支路的电流矢量和是否超过预设值；

所述策略判断模块771，用于在所述防误判断模块760判定所述中间主变低压侧两支路的电流矢量和超过预设值时，判断预设的负荷均分先合后分的定值是否为预设值。

由于上述备自投装置的负荷均分装置与上述备自投装置的负荷均分方法对应，其具体细节特征也相互对应，故在此不作赘述。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出多个变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。