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基于光纖通信交互式遠方自投裝置的研發(fā)與應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標簽:出處]     作者:[標簽:作者]     瀏覽次數(shù):108
核心提示:

  目前,國內(nèi)電網(wǎng)部分110kV變電站沒有真正實現(xiàn)雙電源供電。即不是直接從220kV變電站引來,而是多座變電站串接在兩座220kV變電站中間,簡稱為“手拉手”式閉環(huán)連線開環(huán)運行結(jié)構(gòu)。正常時,兩端電源供電,中間的兩座變電站間聯(lián)絡(luò)斷路器斷開。如下圖1結(jié)構(gòu)。K1~K4,K6~K10閉合,K5斷開,假設(shè)左側(cè)220kV變電站停電,變電站1內(nèi)的備自投無法控制K5,導(dǎo)致變電站1,左側(cè)220kV變電站全站停電。如何解決這一問題,即檢測、判斷故障,通過何種方式傳遞、變換站間信息,以便隔離故障,提高供電可靠性,一直是一個難題。筆者針對這個問題,聯(lián)合邯鄲市德普電力自動化設(shè)備有限公司,上海安科瑞電氣有限公司研制了“基于光纖通信交互式遠方自投裝置”,很好的解決了這一問題。 

  1、高壓電網(wǎng)裝設(shè)該裝置的背景和意義 

  近階段,河北電網(wǎng)部分變電站采用“手拉手”式結(jié)構(gòu),不能完全實現(xiàn)真正意義的雙電源供電,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時,經(jīng)常造成220kV,110kV變電站全站失壓,造成負荷損失,極大地影響了我省部分地區(qū)的供電可靠性,但由于電網(wǎng)發(fā)展資金的限制,不可能在短時間內(nèi)通過改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)從根本上解決該問題,這種情況下,需要解決該問題,只能靠安裝安全自動裝置來補救,即基于光纖通信交互式遠方自投裝置。 

  2、幾種通信方式的比較 

  2.1、TCP/IP以太網(wǎng) 

  以太網(wǎng)通信的遠方備自投方案,是應(yīng)用了計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),通過建立以太網(wǎng)內(nèi)的TCP/IP協(xié)議完成裝置間的數(shù)據(jù)通信,從而實現(xiàn)在局域網(wǎng)內(nèi)備自投之間的相互通信。每個站的備自投裝置都需安裝發(fā)送和接收終端,各有自己的IP地址。這種方式的特點是:必須建立變電站之間的局域網(wǎng),還需設(shè)計開發(fā)專用的備自投發(fā)送及接收終端,以太網(wǎng)服務(wù)器;通信易受干擾,通信交換信息時間過長,安全性能差,維護難度較大。 

  2.2、GPRS技術(shù) 

  GPRS技術(shù)的特點是通過點對點或者中心對多點以及多點之間的無線IP連接,數(shù)據(jù)以“編碼”的形式通過GPRS信道進行通信,利用其傳輸運行狀態(tài)信息、故障信息和跳合閘命令信息。這種方式的特點是覆蓋廣,傳輸速度快,可長期在線運行。不足的是:安全性能差,信息交換實時性無法控制,安全性能差,整套設(shè)備投資較大。 

  2.3、光纖通信 

  目前,各個110kV變電站之間基本都實現(xiàn)了光纖通信,其光纖通信傳輸運行狀態(tài)信息、故障信息和跳合閘命令信息,具有無誤差,傳輸速度快,傳輸容量大,接口簡便靈活,轉(zhuǎn)換方便,基本不受外界電磁干擾等優(yōu)勢,是最可靠的通信通信方式。在此基礎(chǔ)上可實現(xiàn)遠方備自投裝置的任何通信需求。 

  這種方案投資小,見效快,安全準確,基本無干擾,所以是目前實現(xiàn)遠方備自投的最佳通信方案。

  3、備自投的軟件功能設(shè)計 

  3.1、運行方式分析

 

  針對圖1中的問題,裝設(shè)的該裝置控制的相鄰兩個變電站四個開關(guān)的位置,圖2為裝置裝設(shè)圖。 

  見圖2,根據(jù)電力系統(tǒng)運行規(guī)則,四個斷路器至少有一個斷路器處于分閘狀態(tài),分析出有運行價值的運行方式,如下所列:  

  方式一:1DL、3DL、4DL閉合,2DL斷開。 
  方式二:1DL、2DL、4DL閉合,3DL斷開。 
  方式三:2DL、3DL、4DL閉合,1DL斷開。 
  方式四:1DL、2DL、3DL閉合,4DL斷開。 
  方式五:1DL、4DL閉合,2DL、3DL斷開。 

  根據(jù)功耗的要求,最理想的運行方式為方式五,聯(lián)絡(luò)線不存在損耗,但是系統(tǒng)以方式五運行時,線路3不帶電,線路3的設(shè)備包括電纜、線桿易被盜,長時間不帶電設(shè)備會老化;另外如果備自投動作,線路充電時間也很長,電源切換的時間也加長,因此一般不考慮。正常運行時選擇方式一、方式二,電源1給A站供電,電源2給B站供電。如果電源1或者電源2故障停電,自動轉(zhuǎn)向方式三或方式四。 

[$page]  方式三或方式四時,供電都被電源一或電源二承擔(dān),這點也不符合電力系統(tǒng)要求,只能作為臨時供電模式。 

  2.3、系統(tǒng)正常運行方式下的特點 

  系統(tǒng)在正常運行方式下的特點是:三條線路均帶電;有且僅有1個開關(guān)斷開,處在斷開狀態(tài)的開關(guān)兩側(cè)均帶電;4段母線均帶電;當(dāng)某有一線路發(fā)生故障或失電時,需將4段母線恢復(fù)帶電狀態(tài);當(dāng)母線或開關(guān)發(fā)生故障時,由相關(guān)保護裝置切除故障設(shè)備。 

  2.4、變電站間遠方備自投的要求 

  系統(tǒng)在方式一(方式二)運行時,假設(shè)電源

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