（电气工程专业论文）220kv变电站变压器互投装置的设计.pdf

华北电力大学工程硕士学位论文 1 第一章 本课题的意义及总体要求 1 . 1 研究本课题的意义 随着现代经济的发展和高新技术在电力系统的大量推广应用以及电力体制 改革的深化和市场经济秩序的进一步规范国家经济发展需要强有力的能源基础保 证经济秩序的规范需要可靠的电网供电高新技术的应用及电力系统的大规模建 设发展使得达到国际一流的供电可靠性目标成为可能近几年电网规模进一步 扩大电网结构进一步完善为满足供电可靠性电力系统保持超前发展投入了大 量的资金用于电网改造但同时带来了经济效益低下电网的经济运行水平不高的 问题如朔州供电分公司铺上七里沟两站为保证重要用户的可靠供电正常两 台变2 1 2 0 m v a 运行但两站平均所带负荷仅 6 0 m w 左右造成大马拉小车现象 据统计每年四台变压器损耗达 8 6 4万 k w h 如两站均改为单台变运行估算损耗 可减少 3 6 0万 k w h左右直接经济效益按朔州地区 2 0 0 1年平均售电电价估计可 达 1 0 8万元数字十分可观现经考察国内外均没有厂家生产适用于大型变压器 互投的自动装置因此该课题既是一个工程实用性研究项目又能填补国内外该 领域研究的一项空白意义重大发展前景广阔经济效益可观 1 . 2 本课题的总体要求 1 . 2 . 1硬件性能要求 1 . 2 . 1 . 1 实现对 2 4 路模拟量1 0路电压1 4路电流的采样1 3路开入量的采集 同时具备开关输出量 1 4 路 1 . 2 . 1 . 1方案设计必须考虑实现批量生产的条件采用模块化设计降低硬件开销 成本 1 . 2 . 2软件功能要求 1 . 2 . 2 . 1运行主变内部故障主变三侧开关跳开后装置自动按逻辑要求动作投备 用变 1 . 2 . 2 . 2运行主变后备保护动作掉某侧或三侧开关装置能够自动识别故障所在 母线实现按侧自投按侧后加速 1 . 2 . 2 . 3装置具备自动识别运行变三侧开关偷跳功能当断路器偷跳后可根据用 户要求合一次开关 1 . 2 . 2 . 4 具有各种闭锁逻辑功能 华北电力大学工程硕士学位论文 2 1 . 2 . 2 . 5 实现变压器定期切换功能 1 . 2 . 2 . 6 正常运行监视变压器经济运行曲线按整定规则自动投切 1 . 3 本论文所做的工作 本文使用 8 0 c 1 9 6 k b 单片微机设计完成一台应用于 2 2 0 k v变电站的变压器互投 装置用来实现两台变压器的相互备用完成了如下四方面的工作 1 . 3 . 1变压器互投装置的方案确定 根据变压器互投装置的具体功能要求确定需引入装置的模拟量和开入量甚 多2 4路模拟量1 3路开入量逻辑关系复杂所以在技术方案研究上下了很 大功夫最后经多方论证决定采用由 4个 c p u 构成的多 c p u 硬件平台每个 c p u 独立完成分工的任务通过硬件逻辑电路在 c p u之间传递信息由管理板m m i 完成逻辑判断任务 1 . 3 . 2硬件电路设计工作 根据装置硬件的抗干扰要求完成了装置的硬件电路的设计制作调试 1 . 3 . 3软件方案的编制及软件编程调试工作 根据功能要求编制了软件框图编制了软件程序并在开发器上进行了调 试 1 . 3 . 4装置试验 制定了完整的实验室试验方案和现场试验方案装置圆满通过了各项试验 达到了设计要求 华北电力大学工程硕士学位论文 3 第二章 变压器互投装置的设计方案 2 . 1 变压器互投装置的设计基础 2 . 1 . 1 2 2 0 k v变电站主接线图 2 . 1 . 2主接线说明 这是朔州供电分公司 2 2 0 k v铺上变电站主接线图由三个电压等级组成 2 2 0 k v 1 1 0 k v母线采用双母带旁母接线方式3 5 k v母线采用双旁带母兼旁接线方 式有两台主变压器2 2 0 k v侧开关编号为 2 0 1 2 0 2 1 1 0 k v侧开关编号为 1 0 1 1 0 2 3 5 k v 侧开关编号为 3 0 1 1 3 0 1 2 1 1 0 k v 母联为 1 0 0 3 5 k v 母兼旁开关编号为 华北电力大学工程硕士学位论文 4 3 0 1 0 2 . 1 . 3变压器互投装置方案设计基础 本方案是基于铺上变电站这一典型接线设计根据可靠性的要求装置没有 考虑主变 2 2 0 k v侧开关1 1 0 k v侧开关旁代的情况由于装置独立性要求和适应性 要求不能利用保护动作类型来作判据因此设计基础就是根据两台主变三侧开关 及 1 1 0 k v侧母联3 5 k v 侧母联开关的状态辅之以主变三侧开关模拟量状态共同来 构成判据判别保护动作情况并设计相应的控制策略我们综合考虑了变压器主 保护和后备保护动作前后的各种状态更重要的是体现了保证主设备安全的要求 并作了大量的策略综合规划工作最后形成了一个既满足设备安全性又提高电网 供电可靠性的综合控制策略 2 . 2 装置需要采集的各种数据 2 . 2 . 1模拟量2 4路 电压回路 2 0 1 u a 2 0 1 u b 2 0 1 u c 2 0 2 u a 2 0 2 u b 2 0 2 u c 1 0 1 u a 1 0 2 u a 3 0 1 1 u a 3 0 1 2 u a 额定电压 1 0 0 v 取两台变压器高压侧切换后的三相电压中低压侧切换后单 相电压取切换后电压是为了使所取电压与变压器运行母线电压一致 电流回路 2 0 1 i a 2 0 2 i a 1 0 1 i a 1 0 1 i b 1 0 1 i c 1 0 2 i a 1 0 2 i b 1 0 2 i c 3 0 1 1 i a 3 0 1 1 i b 3 0 1 1 i c 3 0 1 2 i a 3 0 1 2 i b 3 0 1 2 i c 高压侧开关模拟量共 8路用于计算负序电压和辅助判断开关量状态中低压 侧的模拟量共 1 6路用于计算负序电流和辅助判断开关量状态以及用于判断主 变是否投在故障母线上实现后加速功能 2 . 2 . 2开入量1 3路 两台主变三侧开关中低压侧母联开关位置统一用开关合闸位置继电器 接点输入共计 8路用于确定断路器的状态另外有高压侧闭锁输入中压侧闭 锁输入低压侧闭锁输入1 # 主变压器运行状态2 # 主变压器运行状态 5路开入量 2 . 2 . 3开出量1 4路 跳合主变三侧开关跳中低压侧母联开关开出量完成控制策略 2 . 3 变压器互投装置设计方案特点 华北电力大学工程硕士学位论文 5 2 . 3 . 1变压器互投装置方案设计难点 2 . 3 . 1 . 1 开入量多共计 1 3 路开入量 2 . 3 . 1 . 2模拟量输入太多模拟量输入 2 4路现有硬件设计水平达到不到实现单 c p u 板处理如此多模拟量的能力 2 . 3 . 1 . 3装置实现逻辑复杂装置需要根据现场主变三侧开关以及各侧母线母联的 状态以及模拟量判断系统运行状态和保护动作行为决定动作逻辑逻辑设计是 方案设计中需要重点突破的难题 2 . 3 . 2变压器互投装置设计方案综述 经过课题组的多次研究讨论并综合装置的可靠性和可扩展性以及现场运 行要求针对装置设计难点决定采用 6 u机箱多 c p u结构系统设计完全满足了 设计要求并具有良好的可扩展性能够适应各种一次接线方式主要特点如下 2 . 3 . 2 . 1装置设计在考虑满足系统要求的同时尽可能考虑系统软件设计的模块化 要求以方便以后的标准化设计和升级换代要求设计中摒弃了原来设想利用串行 总线交换采样信息的方法而采用了分层逻辑判别方式每个 c p u 板根据自己的逻 辑判断给出相应的逻辑判断结果通过开出量开入量的形式将逻辑判断信息传递 管理板 c p u 这样既提高了可靠性又减少了管理板 c p u的软件开销简化了逻 辑设计 2 . 3 . 2 . 2装置软件设计充分考虑了保证主设备安全的要求采取了各种冗余的可靠 性措施做到宁可拒动不可误动并充分考虑了现场各种可能出现的情况并采 取切实可行的措施 2 . 3 . 2 . 3方案设计臻于完美硬件设计完善软件逻辑设计无懈可击基本满足了 设计方案要求最大程度满足了现场需要为投入现场运行奠定了坚实的基础 华北电力大学工程硕士学位论文 6 第三章 变压器互投装置的硬件设计方案 3 . 1 装置硬件设计整体框图 2 0 1 u a 2 0 1 开关位置 2 0 1 u b 开入 1 # 主变运行 2 0 1 u c 2 0 2 开关位置 2 0 1 i a 2 # 主变运行 2 0 2 u a p t 断线 2 0 2 u b b z t 启动 高压侧闭锁 2 0 2 u c 2 0 1 开关态 2 0 2 i a 2 0 2 开关态 中压侧闭锁 低压侧闭锁 合 2 0 1 1 0 1 i a 1 0 1 开关位置 合 2 0 2 1 0 1 i b 1 0 2 开关位置 1 0 1 i c 1 0 0 开关位置 合 1 0 1 1 0 1 u a 1 0 2 i a p t c t 断线 合 1 0 2 1 0 2 i b 1 0 1 开关状态 1 0 2 i c 1 0 2 开关状态 合 3 0 1 1 1 0 2 u a 1 0 0 开关状态 b z t 启动 合 3 0 1 2 跳 2 0 1 跳 2 0 2 3 0 1 1 i a 3 0 1 1 开关位置 3 0 1 1 i b 3 0 1 2 开关位置 跳 1 0 1 3 0 1 1 i c 3 0 1 0 开关位置 3 0 1 1 u a p t c t 断线 跳 1 0 2 3 0 1 2 i a 3 0 1 1 开关状态 3 0 1 2 i b 3 0 1 2 开关状态 跳 3 0 1 1 3 0 1 2 i c 3 0 1 0 开关状态 3 0 1 2 u a b z t 启动 跳 3 0 1 2 跳 1 0 0 跳 3 0 1 0 高 压 侧 cpu mmi 人 机 对 话 中 压 侧 cpu 低 压 侧 cpu 华北电力大学工程硕士学位论文 7 3 . 2 装置硬件框图说明 装置由四个 c p u 来完成互投装置的全部功能其中高压侧 c p u 负责变压器高压 侧的所有模拟量和开关量的接入中压侧 c p u负责中压侧所有模拟量和开关量的接 入低压侧 c p u负责变压器低压侧的所有的模拟量和开关量的接入所有的逻辑和 出口功能都由 m m i c p u来完成显明优点是逻辑清晰软硬件构成简单系统可 靠性高系统的灵活性强便于以后产品的升级换代 3 . 3 装置的硬件结构 本装置由于采集模拟量多硬件布置困难采用 6 u机箱共计 1 2块插件组 成 交 流 输 入 1 交 流 输 入 2 交 流 输 入 3 开 入 高 压 侧 c p u 中 压 侧 c p u 低 压 侧 c p u 人 机 对 话 m m i 电 源 插 件 出 口 与 信 号 1 出 口 与 信 号 2 出 口 与 信 号 3 各插件功能简介 3 . 3 . 1 交流输入插件提供现场交流电流和交流电压接入并在采样保持电路前置 低通滤波 3 . 3 . 2 开入插件接入现场变压器三侧开关状态量及运行方式压板状态实现强 弱电光耦隔离 3 . 3 . 3 高压侧 c p u 插件完成变压器高压侧电气量的计算运行状态判断互投是 否起动通过开入/ 开出回路与人机对话 c p u m m i 传递信息 3 . 3 . 4 中压侧 c p u 插件完成变压器中压侧电气量的计算运行状态判断互投是 否起动以及是否需要后加速通过开入/ 开出回路与人机对话 c p u m m i 传递信 息 3 . 3 . 5低压侧 c p u插件完成变压器低压侧电气量的计算运行状态判断互投是 否起动以及是否需要后加速通过开入/ 开出回路与人机对话 c p u m m i 传递信 息 3 . 3 . 6 人机对话插件m m i完成装置人机对话定值整定自动调试c p u巡检 变压器运行状态判定出口逻辑功能实现是整个装置的核心 3 . 3 . 7 电源插件为整个装置提供各种直流输出电压2 4 v5 v1 5 v 华北电力大学工程硕士学位论文 8 3 . 3 . 8 出口与信号插件 1 高中压侧断路器的控制合 2 0 1 合 2 0 2 跳 2 0 1 跳 2 0 2 以及相应的信号指示和装置动作信号指示 3 . 3 . 9 出口与信号插件 2 中压低侧断路器的控制合 1 0 1 合 1 0 2 跳 1 0 1 跳 1 0 2 跳 1 0 0 跳 3 0 1 1 合跳 3 0 1 2 跳 3 0 1 0 以及相应的信号 3 . 3 . 1 0 出口与信号插件 3 各种起动继电器的出口以及相应三侧闭锁信号的输出. 3 . 4 高中低压侧 c p u 板硬件设计 高中低压侧 c p u板设计c p u采用运行稳定国内微机保护装置普遍使 用的 8 0 c 1 9 6 k b 1 6位单片机模拟量采集采用 a / d转换模式由 3块 a d 7 1 3 完成 1 2 路模拟量的采样保持3块 a d 7 8 7 4 完成 1 2路模拟量的同步采样开入开出回路 采用光耦隔离实现了总线不出板的硬件结构 3 . 5 人机对话板m m i 硬件设计包括面板图 人机对话 c p u板采用 8 0 c 1 9 6 k b c p u 采用光耦实现外部开入信号的接入 与高中低压侧 c p u板通过 c p u 串口相连实现多 c p u的巡检通过并行线实现面板 键盘液晶指示信号指示复归按钮的连接实现良好的人机界面面板指示 键盘设计尽量采用人性化手法方便用户使用得到现场用户的好评面板图如下 位置动作指示 合 分 信号指示 高压侧 1 # 主变 开关 2 # 主变 巡检中断 母联 高压侧 中压侧 低压侧 出口 装置动作 旁路 运行 系统异常 异常 信号复归 中压侧 1 # 主变 闭锁备自投 开关 2 # 主变 高压侧 母联 中压侧 旁路 低压侧 总闭锁 低压侧 1 # 主变 解除闭锁 开关 2 # 主变 母联 旁路 位置确认 指示灯 按钮 液晶 确认 + 返回 华北电力大学工程硕士学位论文 9 3 . 6 装置外部端子图 按照国家设计标准装置的外部端子排设计完全满足了配屏要求图示如下 x x 65 12- uz12 跳低压侧分段 64 12- ud12 63 12- uz10 10- ddbz30 124 220v- 电源 跳低压侧开关 2 62 12- ud10 61 12- uz8 12- dz2 123 系统异常 跳低压侧开关 1 60 12- ud8 13- dz30 122 装置异常 59 12- uz6 13- dz24 121 低压侧闭锁 合低压侧开关 2 58 12- ud6 13- dz18 120 中压侧闭锁 57 12- uz4 13- dd12 119 高压侧闭锁 合低压侧开关 1 56 12- ud4 11- uz20 118 装置动作 55 11- dz20 13- dd28 117 公共端 远动 跳中压侧分段 54 11- dd20 53 11- dz22 12- dd28 116 低压侧信号 2 跳中压侧开关 2 52 11_dd22 12- dd22 115 低压侧信号 1 51 11- dz26 12- dd32 114 中压侧信号 2 跳中压侧开关 1 50 11- dd26 12- dz28 113 中压侧信号 1 49 11- dz28 12- dz22 112 高压侧信号 2 合中压侧开关 2 48 11- dd28 12- dd14 111 高压侧信号 1 47 11- dz30 10- ud32 110 装置失电 合中压侧开关 1 46 11- dd30 13- dd32 109 装置异常 45 11- uz10 13- dd26 108 低压侧闭锁 跳高压侧开关 2 44 11- ud10 13- dd20 107 中压侧闭锁 43 11- uz8 13- dd14 106 高压侧闭锁 跳高压侧开关 1 42 11- ud8 11- ud32 105 装置动作 中央信号 41 11- uz6 合高压侧开关 2 40 11- ud6 11- uz32 104 +xm 39 11- uz4 10- dd26 103 +220 电源 出口回路 合高压侧开关 1 38 11- ud4 9- dd6 102 485a 备用 37 4- uz22 101 屏蔽地 1003 跳位 36 4- dd14 9- db6 100 485b 网口 1002 跳位 35 4- dz20 1001 跳位 34 4- db20 8- dz20 99 备用 备用 33 4- dz4 8- dd14 98 备用 3503 跳位 32 4- ud26 8- db14 97 备用 3502 跳位 31 4- uz16 8- dz14 96 2#变压器运行 开关量 3501 跳位 30 4- db4 8- dd10 95 1#变压器运行 开关量 华北电力大学工程硕士学位论文 10 备用 29 4- uz10 8- db10 94 低压侧闭锁 1103 跳位 28 4- uz6 8- dz10 93 中压侧闭锁 1102 跳位 27 4- ud2 8- dd8 92 高压侧闭锁 1101 跳位 26 4- uz2 10- udbz8 91 开关量+24v 开关量+24v 25 10- udbz8 2- ud24 90 uhc2 ula2 24 2- ud32 2- uz24 89 uhc2* ula2* 23 2- uz32 1- ud32 88 uhb2 ula1 22 2- ud30 1- uz32 87 uhb2* 低压 侧电 压 ula1* 21 2- uz30 1- ud30 86 uha2 uma2 20 2- ud28 1- uz30 85 uha2* uma2* 19 2- uz28 1- ud28 84 uhc1 uma1 18 2- ud26 1- uz28 83 uhc1* 中压 侧电 压 uma1* 17 2- uz26 1- ud26 82 uhb1 ilc2 16 2ip14 1- uz26 81 uhb1* ilc2* 15 2ip13 1- ud24 80 uha1 ilb2 14 2ip12 1- uz24 79 uha1* 高压侧电压 ilb2* 13 2ip11 2ip2 78 imc2 ila2 12 2ip10 2ip1 77 imc2* ila2* 11 2ip9 1ip14 76 imb2 ilc1 10 2ip8 1ip13 75 imb2* ilc1* 9 2ip7 1ip12 74 ima2 ilb1 8 2ip6 1ip11 73 ima2* ilb1* 7 2ip5 1ip10 72 imc1 ila1 6 2ip4 1ip9 71 imc1* 低压侧电流 ila1* 5 2ip3 1ip8 70 imb1 iha2 4 1ip4 1ip7 69 imb1* iha2* 3 1ip3 1ip6 68 ima1 iha1 2 1ip2 1ip5 67 ima1* 中压侧电流 高压 侧电 流 iha1* 1 1ip1 66 屏蔽地 3 . 7 装置组屏设计 装置组屏设计主要考虑的是装置外部电流电压开关量输入回路的抗干扰 问题我们采用如下三项抗干扰措施 1 电流电压回路采用抗干扰端子端子内对地有抗干扰电容 2 装置直流输入回路配置抗干扰电源盒 3 开入量输入采用直流 2 2 0 v的光耦端子隔离实际上实现了 2 2 0 v到装置内 部开入 2 4 v 再到装置内部数字电源 5 v 的两级光耦隔离 华北电力大学工程硕士学位论文 11 第四章 变压器互投装置的软件实现方案 4 . 1 变压器互投装置采用的判据原则 4 . 1 . 1 装置起动判据运行变压器高压侧负序电压运行变压器中低压侧负序 电流运行变压器中低压侧相电流三者为或的关系 4 . 1 . 2 开关位置确认判据每一个开关位置的确认均采用双重判据即开关量状 态和模拟量状态 主变开关位置确认判据开关量输入为跳开状态同时电流小于无流定值确认 为跳位开关量输入为合闸状态同时电流大于无流定值确认为合位 母联开关位置确认判据开关量输入为跳开状态同时备用变压器该侧无压 确认为跳位开关量输入为合闸状态同时备用变压器该侧有压确认为合位 4 . 1 . 3 闭锁判据闭锁判据按照按侧闭锁和总闭锁相结合的原则设定由现场设 计人员确定引入闭锁条件如母差动作低周动作同时软件内部判断装置异常或 逻辑关系错误装置动作逻辑完成一次闭锁装置一旦闭锁闭锁条件消失不能 自动消除闭锁必须按解除闭锁按钮才能解除闭锁这样设置保证了装置动作的 绝对可靠保证了装置就像线路重合闸一样只动作一次满足了此类装置的现场 运行要求 4 . 1 . 4 后加速判据确认开关在合位电流大于后加速电流定值 4 . 1 . 5 开关偷跳判据无起动条件运行变三侧开关某一侧开关跳开 4 . 2 变压器互投装置软件设计原则 4 . 2 . 1 高中低压侧 c p u只处理本侧模拟量开关量计算起动判据确认 开关位置确认闭锁条件计算后加速判据通过开入/ 开出回路传递给人机对话 c p u 4 . 2 . 2 人机对话 c p u m m i 处理装置的动作逻辑软件根据现场各种可能的情况 设计了动作逻辑表装置根据输入条件进入动作逻辑表查询满足的条件选择出 口逻辑 4 . 2 . 3 装置 p t c t断线各种闭锁条件一旦具备闭锁本装置根据按侧互投的 原则实现按侧闭锁闭锁条件的解除通过外部复归解除 4 . 2 . 4 装置可靠性第一的原则开关量经过软件去抖处理模拟量经过傅氏滤波 处理并在动作逻辑表充分考虑了各个开关拒动误动时的处理原则 4 . 2 . 5 按侧起动按侧互投按侧后加速的原则以满足现场供电可靠性要求 华北电力大学工程硕士学位论文 12 同时简化装置软件设计 4 . 3 高压侧 c p u 功能的软件实现 主程序 入口 调试 运行 异常 是 否 否 是 否 是 说明在主程序中装置不断进行自检巡检开关位置确认p t断线检查起动 判据计算一旦满足起动条件就进入相应的故障处理程序向 m m i 传递起 动信号不断循环向 m m i c p u 传送 2 0 1 2 0 2 开关状态将实时的开关位置 告诉 m m i 板 c p u 实现装置的逻辑功能 运行调试 调试模块 装置自检巡检 报警驱动面板信号灯 输出闭锁条件 确认开关位置向 mmi 传递信号 pt 断线 计算高压侧负序电压 u2 u2s起动 向 mmi cpu传送起动信号 向 mmi cpu传送 201 202 开关状态 延时到 华北电力大学工程硕士学位论文 13 4 . 4 中压侧 c p u 功能的软件实现 主程序 入口 调试 运行 异常 向 m m i 传递信号 是 否 否 是 是 否 否 是 运行调试 调试模块 装置自检巡检 报警驱动面板信号灯 输出闭锁条件 确认开关位置 pt 断线 计算中压侧负序电流三相电流 i2 i 2s i相 ij s 向 mmi cpu传送起动信号 向 mmi cpu传送 101102100 开关状态 延时到 备用变后加速判据计算 i 相 ij s 向 mmi cpu传递后加速信号 华北电力大学工程硕士学位论文 14 说明在主程序中装置不断进行自检巡检开关位置确认p t c t断线检查 起动判据计算一旦满足起动条件就进入相应的故障处理程序向 m m i传 递起动信号不断向 m m i c p u传送 1 0 1 1 0 2 1 0 0开关状态将实时的开 关位置告诉 m m i c p u 同时不断计算备用变开关后加速条件判据加速条件 满足向 m m i c p u 传送加速信号实现装置的按侧后加速逻辑功能 4 . 5 低压侧 c p u 功能的软件实现 华北电力大学工程硕士学位论文 15 主程序 入口 调试 运行 异常 是 否 否 是 是 否 否 是 运行调试 调试模块 装置自检巡检 报警驱动面板信号灯 输出闭锁条件 确认开关位置向 m m i 传递信号 pt 断线 计算低压侧负序电流三相电流 i2 i 2s i相 ij s 向 mmi cpu传送起动信号 向 mmi cpu传送 301130123010 开关状态 延时到 备用变后加速判据计算 i 相 ij s 向 mmi cpu传递后加速信号 华北电力大学工程硕士学位论文 16 说明在主程序中装置不断进行自检巡检开关位置确认p t c t断线检查 起动判据计算一旦满足起动条件就进入相应的故障处理程序向 m m i传 递起动信号不断向 m m i c p u 传送 3 0 1 1 3 0 1 2 3 0 1 0 开关状态将实时的 开关位置告诉 m m i c p u 同时不断计算备用变开关后加速条件判据加速条 件满足向 m m i c p u 传送加速信号实现装置的按侧后加速逻辑功能 4 . 6 人机对话 c p u m m i 功能的软件实现 主程序入口 调试 运行 异常 有 无 否 是 否 否 是 有 无 否 运行调试 调试模块 装置自检巡检 报警驱动面板信号 灯输出闭锁条件 人机对话处理模块 运行备用变确认 起动 确认主变各侧开关位置 运行变 进入互投装置动作逻辑表中查询动作逻辑 起动条件检查 偷跳处理模块 延时 闭锁条件检查 闭锁条件检查 根据闭锁条件 确定按侧闭锁 逻辑 按逻辑驱动出口 华北电力大学工程硕士学位论文 17 是 否 是 否 是 是 是 是 否 否 是 入口 说明 在主程序中装置不断进行自检巡检闭锁条件检查开关位置确认人 机对话模块处理起动判据计算起动判据不满足时进行偷跳判断满足 偷跳判据按偷跳逻辑动作一旦装置起动进入故障处理程序不断查询 主变各侧开关位置以便确定保护动作行为一旦满足动作逻辑表条件按 照动作逻辑表设定的程序延时驱动出口在延时驱动出口期间继续监视开关 互投一次动作逻 束 判断各开关按逻 辑动作到位 延时 收回命令报 告动作失败 延时 延时 驱动相应出口 闭锁 互投 等待复归 查询复归信号 复归 后加速条件 是否满足 华北电力大学工程硕士学位论文 18 位置以便及时修正动作逻辑确保正确判断保护动作开关动作情况在 出口驱动后实时监视动作是否到位在规定的时间内不到位要按动作逻 辑表作相应的处理到位后判断后加速成条件是否满足满足则驱动相应 出口在规定的时间内不满足则进入装置整组复归模块判断互投一次动 作逻辑是否结束主变各侧开关位置是否与动作逻辑一致条件满足闭锁 互投等待复归本装置 4 . 7 变压器互投装置动作逻辑 以 1 # 主变运行2 # 主变备用为例说明 4 . 7 . 1变压器内部故障时主保护掉 1 # 主变 2 0 1 1 0 1 3 0 1 1开关 高压侧起动条件满足中低压侧起动条件不满足检查主变三侧开关位置并 将中压侧母联 1 0 0开关低压侧母联 3 0 1 0 合位作为动作的必要条件条件满足 按用户整定的时间差和规程要求先合 2 # 主变高压侧 2 0 2 开关再先后合上中低 压侧 1 0 1 3 0 1 1 开关2 # 主变投运后检查 2 # 主变中低压后加速条件是否满足 按照按侧后加速的原则选择跳中低压侧开关 说明用中低压母联开关合位作为动作的必要条件是为了区分主保护动作 和后备保护动作由于后备保护动作时必先掉母联开关逻辑设计中考虑到运行主 变各侧开关拒动的情况如发现拒动先由程序试跳一次拒动开关试跳成功按 正常逻辑动作试跳不成功掉相应侧母联开关再投备用变同时也考虑了区外 故障引起主变内部故障的可能性为保证主设备的安全本模块中设置了后加速逻 辑 4 . 7 . 2变压器区外故障后备保护动作掉 1 # 主变中压侧开关 有两种情况 4 . 7 . 2 . 1 中压侧母联 1 0 0 开关断位1 # 主变 1 0 1 断位 根据保护动作分析此时外部故障在 1 # 主变 1 0 1 开关所在母线及出线按照按 侧互投的原则以及设定的整定时间投 2 # 主变 2 0 2开关1 0 2 开关如中压侧后 加速条件满足则加速跳 1 0 2 开关 4 . 7 . 2 . 2 中压侧母联 1 0 0 开关合位1 # 主变 1 0 1 断位 根据保护动作分析此时应该是母联开关拒动因此动作逻辑设计为先试 跳一次母联 1 0 0 开关如试跳成功按 4 . 7 . 2 . 1 逻辑动作试跳不成功则互投不 动作 华北电力大学工程硕士学位论文 19 4 . 7 . 3变压器区外故障时后备保护动作掉 1 # 主变低压侧开关 有两种情况 4 . 7 . 3 . 1 低压侧母联 3 0 1 0 开关断位1 # 主变 3 0 1 1 断位 根据保护动作分析此时外部故障在 1 # 主变 3 0 1 1 开关所在母线及出线按照 按侧自投的原则以及设定的整定时间投 2 # 主变 2 0 2开关3 0 1 2开关如低压 侧后加速条件满足则加速跳 3 0 1 2 开关 4 . 7 . 3 . 2 低压侧母联 3 0 1 0 开关合位1 # 主变 3 0 1 1 断位 根据保护动作分析此时应该是母联开关拒动因此动作逻辑设计为先试跳 一次母联 3 0 1 0开关如试跳成功按 4 . 7 . 3 . 1逻辑动作试跳不成功则互投不 动作 4 . 7 . 4变压器区外故障后备保护动作断中低压侧母联开关 根据保护动作分析此时故障在备用变开关所在母线上闭锁互投不动作 4 . 7 . 5变压器区外故障后备保护动作掉 1 # 主变 2 0 1 1 0 1 3 0 1 1开关 4 . 7 . 5 . 1 中压侧母联 1 0 0 开关断位2 0 1 1 0 1 3 0 1 1 开关断位 根据保护动作分析故障在 1 # 主变 1 0 1 开关所在母线及出线上 按照设定的时 间差投 2 # 主变 2 0 2 开关1 0 2 开关3 0 1 2开关按侧设置后加速逻辑加速条件 满足跳相应开关 4 . 7 . 5 . 2 低压侧母联 3 0 1 0 开关断位2 0 1 1 0 1 3 0 1 1 开关断位 根据保护动作分析故障在 1 # 主变 3 0