500 kV变电站断路器选相分合闸装置改进方案分析

1　概述

由于电力系统运行的可靠性和稳定性，500 kV变电站线路主要按照3/2接线方式设计。长距离输电线路通常采用高压并联电抗器平衡线路产生的容性无功，以增加线路输送能力，同时改善线路工频过电压。但是，在空载长输电线路合闸瞬时，因电抗器电流不能突变，充电过程中会产生较大直流电流，当电流工频分量小于直流分量时，合空载线路操作后短时间内流过断路器电流没有稳定过零点。若短时内断路器分闸，因直流偏置造成的电流持续不过零，导致断路器主头分位后不能及时灭弧，持续的燃弧烧蚀灭弧室部件，裂化 SF6气体，甚至损坏断路器本体。并联电抗器容量越大，补偿度越高，线路合闸出现直流偏置的风险越大。为解决直流偏置的问题，线路高抗可以采取加装合闸电阻或选相分合闸装置［1］等来限制直流偏置。对于一些后期改造的变电站采用加装合闸电阻显然不太实际。故考虑增加合闸装置。

传统的合闸装置［1］主要用于直流换流站系统（投切滤波器组、换流变、电容器）及特高压站低压电容器的投切。现有装置尽管精度较高，考虑了温度、压力、预击穿等因素的影响但开关本身合闸时间离散性较大，影响合闸角控制精度。正常情况下，开关多次分合闸后，开关的合闸时间才会趋于稳定，误差在±3 ms（±54°）之间。若是长时间无操作，合闸离散时间可能会更长（5 ms左右）。由于开关合闸时间离散性较大且无法控制，现有合闸控制装置功能难以解决问题。所以提出选相分合闸的改进方案，以下就选相分合闸装置硬件及软件控制策略改进进行分析。

2　选相分合闸装置硬件改进方案

2.1　选相分合闸装置

选相分合闸装置PCS9830C可通过选相控制和各相延时合闸相结合的策略对合闸过程进行控制。实时采集电源侧 TV信号作为选相基准电压，接入受控侧的反馈电流作为分合闸完成判据，在接收到控制系统随机分合闸命令后，根据预期的断路器动作时间完成选相逻辑运算，在恰当的时刻输出受控分合闸指令至断路器分合闸线圈，实现断路器定相位投切。装置同时支持变送器信号接入，通过预置补偿曲线实时修正外部参量（如环境温度、操作电压、油压、 SF6气压等）对断路器固有动作时间的影响，并具备断路器间歇时间补偿功能。

赋权涉及到个人、人际、微观的环境与组织以及宏观的环境或社会政治等四个层次。①个人层面：发展个人权力感与自我效能感；②人际层面：强调个人与他人面对共同的问题，并合作解决问题的经验；③微观环境与组织层面：强调服务的输送，是确保资源和改变的中间层次系统；④宏观环境或社会政治层面的赋权：强调通过社会行动、政治系统或社会政策来进行社会改变。

2.2　选相分合闸装置与操作箱

选相分合闸装置PCS9830C“选相／非选相”把手在“选相”位置时，把手的3-4、7-8接点导通。测控远方合闸时，经选相分合闸装置在整定相角发分相分合闸命令到操作箱。如图1、图2所示。如不需要经过选相分合闸装置，可以将把手在“非选相”位置，把手的1-2、5-6接点导通到非选相功能。

  

图1　PCS9830C装置分合闸回路示意

  

图2　PCS9830C装置分合闸出口回路示意

选相分合闸装置PCS9830C在接收到测控系统合闸命令后，优先采用选相位合闸技术，尽量减小合闸时的直流分量，然后采取逐相延迟合闸，即首合相合闸完成后，等待检测到电流有稳定过零点后再合闸次合相，直至三相均关合完毕。降低由于直流分量引发的断路器无法灭弧的风险。

2.3　选相分合闸装置与测控的配合

对合闸控制装置逻辑进行改进，采用按相位和分相顺序控制相结合，经动态延时合闸判断，延时合闸时间可自动判断或人为整定，偏置电流的时间定值，即在现有相位角控制的基础上，确认先合相电流已出现过零点后，再合后合相，以保证开关［3］可靠躲开直流偏置。

  

图3　事故总信号回路

当选相分合闸装置PCS9830C把手在“选相”位置时，把手的3-4、7-8接点导通。选相分合闸装置动作后发出一个三相总合闸、总分闸的命令启动KKJ继电器，使KKJ继电器带电，从而KKJ的辅助节点与TWJ的辅助节点发出事故总信号［2］。选用选相分合闸装置后事故总信号的实现如图4所示。

  

图4　选相分合闸装置实现事故总信号的回路

3　选相分合闸装置软件改进方案

测控发合分闸命令到选相合闸，选相合闸屏上设置把手，可方便切换是否经过选相。事故总信号是由KKJ的常开触点串联上TWJ常开触点发出的，如图3所示。

当满足以下条件的任何一个时，选相控制装置收到控制系统下发的合闸命令后同时发出三相合闸命令，不进行选相逻辑计算。

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3.1　选相分合闸装置直接出口

选相分合闸装置设置合闸相位，发出合闸命令的相位满足设定值，若在合闸过程中发出保护跳闸，则不再进行后合相的合闸控制，等待消除故障后重新对空载长线路的合闸操作。

a. 合闸前判定线路电压任一相有压，认为线路为同期合闸，收到合闸命令后三相直接出口。

断路器机构［3］动作时间随着环境温度、控制电压、机构油压、SF6气压、机构间歇时间等参量的改变而产生微小变化，在掌握上述各参量对断路器固有动作时间的影响量后，装置可以通过增配外部参量传感器监视外部参量实时值，并通过预置补偿曲线插值计算，得出断路器动作时间在当前实时条件下因诸多参量变化产生的偏差，以实现对固有动作时间的预期修正。

3.2　选相分合闸装置选相出口

当满足以下所有条件时，选相控制装置收到控制系统下发的合闸命令后进行选相合闸控制。

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c. 直流偏置最大衰减时间到达之后仍未检测到过零点，衰减时间超时强制合闸使能投入时，在直流偏置最大衰减时间到达时刻发出选相合闸命令；衰减时间超时强制合闸使能退出时，不再发出次合相合闸命令。

c. 电源侧母线有压，具备选相基准。

选相出口方式下，尚需要关注以下关键定值的设置。

a. 故障跳闸判定时间内检测到稳定过零点，等故障跳闸判定时间到达后，以确保本相合闸后未合闸于故障，然后发出次合相选相合闸命令，后合相逻辑相同。

a. 选相合闸功能投入。

最常用的误同方式就是使用第一人称代词“我们”，使受众产生一种无意识或幻觉式的认同。尽管在不同的情境中，“我们”所包含的内容有所差异，但都会让受众在潜意识里认为与演讲者共同拥有某些相同的特点，产生与演讲者站处于同一立场的感觉，从而使双方彼此认同，实现劝说并达到同一。

b. 故障跳闸判定时间内未检测到稳定过零点，在故障跳闸判定时间到达之后，直流偏置最大衰减时间到达之前检测到过零点，在检测到过零点后随即发出选合闸命令。

b. 合闸前判定线路侧各相均无压。

3.3　选相分合闸装置选相时的外部参量补偿功能

b. 母线无电压，认为电源侧无源，当前操作为空合断路器，收到合闸命令后三相直接出口。

(1)冰槽优先原则：冰槽融冰应是冷负荷定制的首先策略；(2)冷机优先原则：系统运作过程要先让制冷机处于满负荷运作状态，若负荷减少先让冰槽将载；(3)限制原则：无论是主机用电量还是系统都需保持在一定标准或者达到某个预定值。

4　结束语

经过对传统的合闸装置进行硬件及软件控制的研究可知，当分合闸装置在接收到控制系统合闸命令后，优先采用定相位合闸技术，尽量减小合闸时的直流分量，然后采取逐相延迟合闸，即首合相合闸完成后，等待检测到电流有稳定过零点后再合闸次合相，直至三相均关合完毕。为带并联电抗器的超高压长距离输电线路空载合闸过程提供解决方案，降低由于直流分量引发的断路器无法灭弧的风险，提高了供电的可靠性。

随着我国医疗技术水平的提高及医疗保障制度的日益完善，临床用血量每年呈现上升趋势，血液供不应求的矛盾日益严重[1]，我院也不例外的出现临床供血短缺常态化。它除直接影响失血性休克患者的抢救外，还使一些择期手术患者手术延期，贫血患者的输血治疗滞后，使患者的生命健康受到严重威胁[2]，直接影响了正常的医疗活动和医疗秩序，增加了医患纠纷发生的风险。我院对后者，大多通过自助献血缓解。但2018年4月1日起，国家卫生计生委全面叫停了自助献血。那如何化解此现状，成了相关各方的当务之急。下文就可能造成临床供血短缺原因和其破解途径探讨如下：

参考文献：

［1］ 杨广羽，李锋涛，刘高峰，等.高压直流输电工程跳合闸选相装置的工作原理及应用[J].电力系统保护与控制，2010，38（16）：108-110，136.

［2］ GB/T 50062—2008，电力装置的继电保护和自动装置设计规范[S].

2.1 经典投影法 经典的特征提取投影法是将文字图像左下角置于直角坐标系原点，统计图像中各种特性的像素点分别在X、Y轴上的投影数量，再以两坐标轴上的特征点数量来组成特征矩阵，此矩阵的维数至少等于图像X、Y轴上像素之和，本文中经典投影法的维数应是X轴上130像素加Y轴上130像素再加上一个标志种类的特征，一共261维特征向量。具体步骤如下：

［3］ Q/GDW Z 410—2010，高压电器设备智能化技术导则[S].