CN114899817A - 移动式配网合环系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式配网合环系统及其控制方法，包括总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端、第二馈线终端、移相调压器、第一断路器、第二断路器、快速插拔件、联络开关、第二电压互感器和第三电压互感器，第二电压互感器和第三电压互感器分别采集第二断路器两侧电压的相位和幅值，并通过第二馈线终端传输至总控装置，总控装置根据第二断路器两侧电压的相位差和幅值差，通过移相控制器和调压控制器有载实时调节移相调压器至合适档位。本发明配备有独立的移相控制器和调压控制器，可实时同步调节合环点两侧相位差和压差，通过馈线终端控制断路器同期合闸，保证合环点两侧角差满足条件，实现配网线路柔性合环，有效减少了励磁涌流的影响。

Description

移动式配网合环系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种合环系统，尤其涉及一种移动式配网合环系统及其控制方法。

背景技术

一直以来，我国配电网采用“闭环设计，开环运行”模式，不同线路采用常开联络开关进行联接。部分联络合环点受不同供电分区潮流、容性负载和感性负载影响以及35kV及以上主变存在接线方式不同等原因，合环点两侧存在压差、相位差，合环后不但产生环流，合环瞬间还会出现较大冲击电流，可能引起保护动作，影响电网安全稳定运行。

目前，针对配网线路合环点存在压差和相位差的问题，在进行线路检修和负荷转供时，一般采用以下几种方式：1、先停电后转供，2、通过电力电子技术实现直流互联转供，3、采用桥接具有固定相位差移相器的方式，4、采用高可靠可调移相系统。

上述四种解决方案均存在一定的局限性，具体表现如下：1、先停电后转供的方案，该方式会造成线路两次短时停电，一般一次停电时间在10～15分钟，导致供电可靠性降低。2、通过电力电子技术实现直流互联转供，该方式由于需要将10kV电压降低到1kV再整流成直流进行互联，即需要两台变压器和一个电力电子装置，系统整体占地面积大、工程造价高、运行维护困难，难以在配电网中广泛应用。3、采用桥接具有固定相位差移相器的方式，该方式只能进行相位差调整，且一般只能调整30°，无法改变合环点两侧电压差，调节不灵活，无法适应电网运行方式和线路负荷的变化。4、采用高可靠可调移相系统，该方式由于调相和调压均采用无励磁调节，相位和压差只能进行预调，不能实时跟随线路相位差和压差的变化进行调整，在合环时也有可能因为线路负荷的突变而导致冲击电流过大，引起保护误动作。同时，该方式在线路检修过程中系统需一直串在线路中运行，增加了线路损耗，而长时间运行则要求移相调压器容量必须与线路容量相匹配，致使移相调压器容量大、体积大，成本较高的同时，空载投入时也会有较大的励磁涌流和操作过电压，可能会引起线路保护跳闸，此外，该方式采用杆上安装的方式，只能用于架空线路，不适用于城区的电缆线路。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种配备有独立的移相控制器和调压控制器，可实时同步调节合环点两侧相位差和压差从而实现配网线路柔性合环的移动式配网合环系统。

本发明的第二目的是提供该移动式配网合环系统的控制方法。

技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种移动式配网合环系统，包括总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端、第二馈线终端、移相调压器、第一断路器、第二断路器、快速插拔件、联络开关、第二电压互感器和第三电压互感器，其中总控装置分别与移相控制器、调压控制器、第一馈线终端和第二馈线终端相连接，移相控制器和调压控制器分别与移相调压器相连，移相调压器的两端分别连接第一断路器和第二断路器，第一断路器和第二断路器的进线端分别通过快速插拔件与联络开关相连，联络开关的两端分别连接A线路和B线路，第一馈线终端还与第一断路器相连，第二馈线终端还分别与第二电压互感器、第三电压互感器和第二断路器相连，第二电压互感器与第二断路器的出线端相连，第三电压互感器与第二断路器的进线端相连；

第二电压互感器和第三电压互感器分别采集第二断路器两侧电压的相位和幅值，并通过第二馈线终端传输至总控装置，总控装置根据第二断路器两侧电压的相位差和幅值差，通过移相控制器和调压控制器有载实时调节移相调压器至合适档位。

其中，还包括挂车以及设置于挂车上的槽钢底座，总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端、第二馈线终端和移相调压器均位于槽钢底座上，其中总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端和第二馈线终端分别对称挂接与移相调压器的两侧。

优选的，槽钢底座上还设置有装置柜，第一断路器、第二断路器、快速插拔件、第二电压互感器和第三电压互感器均设置于装置柜内。

再者，第一馈线终端还与第一电压互感器相连，第一电压互感器与第一断路器的进线端相连，第一电压互感器采集其所在线路的电压，传输至配电主站。

进一步，移相调压器为有载移相调压器。

再者，移相调压器与第一断路器之间还连接有第一电流互感器，移相调压器与第二断路器之间还连接有第二电流互感器，第一电流互感器和第二电流互感器采集其所在线路的电流，传输至配电主站和总控装置。

优选的，移相调压器的两端分别通过阻容吸收器接地。

进一步，联络开关与B线路相连，B线路中间配置有线路开关。

再者，还包括设置在可移动拖车上的电缆柜，接地线、电缆和电缆盘集成于电缆柜中。

本发明一种移动式配网合环系统的控制方法，包括如下步骤：

(1)两套快速插拔件分别连接到联络开关两侧后，总控装置向第一馈线终端下发指令，控制第一断路器合闸；

(2)总控装置接收第二馈线终端传送的第二断路器两侧电压的相位差和幅值差，并下发指令给移相控制器和调压控制器将移相调压器调节至合适档位；

(3)移相调压器调节至合适档位后，总控装置向第二馈线终端下发命令，将第二断路器合闸，完成两条线路合环运行；

(4)第二断路器合闸后，通知配电主站远程/就地断开线路开关，实现负荷转供，此时可对线路B进行检修；

(5)总控装置下发指令给调压控制器和调相控制器，将调压档位和调相档位归零，通知配电主站远程/就地合上联络开关，总控装置再给第一馈线终端和第二馈线终端下发命令，将第一断路器和第二断路器分断，使配网合环系统退出运行；

(6)线路B检修完成后，总控装置给第一馈线终端和第二馈线终端下发命令，将第一断路器和第二断路器合闸，总控装置再给移相控制器和调压控制器下发指令，将移相调压器档位恢复到退出前的档位，使配网合环系统重新接入；

(7)通知配电主站远程/就地分断联络开关，再远程/就地合上线路开关，完成两条线路再次合环运行；

(8)总控装置给第一馈线终端和第二馈线终端下发命令，将第一断路器和第二断路器分断，然后断开快速插拔件，使两条线路恢复到初始运行状态。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：

(1)本发明中移相调压器由于只在线路中短暂运行，因此其容量可以低于线路实际容量，采用1000kVA/2000kVA即可满足要求，有效避免了线路损耗的增加，有效减小了设备体积的同时，也降低了空载接入时的励磁涌流；

(2)本发明采用有载调节方式，配备有独立的移相控制器和调压控制器，系统自动检测合环点两侧相位差和压差，可实时同步调节合环点两侧相位差和压差，并通过馈线终端控制断路器同期合闸，保证合环点两侧角差始终小于等于2°，压差始终小于等于130V，从而实现10kV配网线路柔性合环，并有效减少了励磁涌流的影响；进一步解决了合环点两侧存在角差和压差的问题，避免了合环时的冲击电流对电网安全运行带来的严重隐患；

(3)本发明中系统总控装置采用小型化、低功耗设计，具有10kV配网线路负荷不停电转供的控制方法；

(4)本发明中馈线终端增加了同期合闸功能，当移相调压器空载接入时，可控制断路器在B相电压90°时进行合闸，从而有效降低励磁涌流；

(5)本发明中在移相调压器两侧各安装了一套阻容吸收器，可有效降低操作过电压；

(6)本发明车载移动式部署方便、灵活、安装简便，架空线路和电缆线路均适用。

附图说明

图1为本发明的电气原理图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的右视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明中移相调压器的原理图一；

图6为本发明中移相调压器的原理图二；

图7(a)～图7(j)为本发明中检修状态过程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明一种移动式配网合环系统，总控装置1、移相控制器2、调压控制器3、第一馈线终端FTU1、第二馈线终端FTU2、移相调压器4、第一断路器QF1、第二断路器QF2、快速插拔件5、联络开关QF3、线路开关QF4、第一电压互感器PT1、第二电压互感器PT2、第三电压互感器PT3、第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2和阻容吸收器6。

本发明中总控装置1分别与移相控制器2、调压控制器3、第一馈线终端FTU1和第二馈线终端FTU2相连接，移相控制器2和调压控制器3分别与移相调压器4相连，移相调压器4的两端分别连接第一断路器QF1和第二断路器QF2，第一断路器QF1和第二断路器QF2的进线端分别通过快速插拔件5与联络开关QF3相连，联络开关QF3的两端分别连接A线路和B线路，第一馈线终端FTU1还与第一断路器QF1相连，第二馈线终端FTU2还分别与第二电压互感器PT2、第三电压互感器PT3和第二断路器QF2相连，第二电压互感器PT2与第二断路器QF2的出线端相连，第三电压互感器PT3与第二断路器的进线端QF2相连；第一馈线终端FTU1还与第一电压互感器PT1相连，第一电压互感器PT1与第一断路器QF1的进线端相连，第一电压互感器PT1采集其所在线路的电压，传输至配电主站和总控装置；移相调压器与第一断路器QF1之间还连接有第一电流互感器CT1，移相调压器4与第二断路器QF2之间还连接有第二电流互感器CT2，第一电流互感器CT1和第二电流互感器CT2采集其所在线路的电流，传输至配电主站和总控装置；移相调压器4的两端分别通过阻容吸收器6接地，联络开关QF3通过线路开关QF4与B线路相连。

本发明中第二电压互感器PT2和第三电压互感器PT3分别采集第二断路器QF2两侧电压的相位和幅值，并通过第二馈线终端FTU2传输至总控装置1，总控装置1根据第二断路器QF2两侧电压的相位差和幅值差，通过移相控制器和调压控制器有载实时移相调压器至合适档位。快速插拔件选用10kV快速插拔件，10kV快速插拔件包括插拔头和插拔座。

本发明中移相调压器4为有载移相调压器，本发明中移相调压器接线采用Z接的方式，如图5和图6，调压和调相均采用有载调节，且有独立的调压控制器和移相控制器，可实现实时的0～36°调相(2°一级调档共9档)和10kV±3×2.5％调压。本发明采用有载调节方式，配备有独立的移相控制器和调压控制器，可实时同步调节合环点两侧相位差和压差，保证合环点两侧角差始终小于等于2°，压差始终小于等于130V，从而实现10kV配网线路柔性合环。移相调压器两侧的阻容吸收器可有效降低操作过电压对线路的影响。此外系统馈线终端具备同期合闸功能，当移相调压器空载接入时，可控制断路器在B相电压90°时进行合闸，从而有效降低励磁涌流。

本发明系统采用移动式车载部署，具体方式如图5所示，配网合环点两侧电源采用10kV快速插拔件的插拔头引下，系统采用专用挂车进行运输，到达现场以后直接展开电缆盘，将插拔头与插拔座进行连接。

如图2、图3和图4所示，本发明系统采用模块化设计，主要包括移相调压器集成模块、装置柜模块以及电缆柜模块，移相调压器集成模块和装置柜模块设置在挂车的槽钢底座上；电缆柜模块设置在可移动拖车上。总控装置、调压控制器、调相控制器、第一馈线终端FTU1和第二馈线终端FTU2分别挂接在移相调压器两侧，组成移相调压器集成模块；总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端、第二馈线终端和移相调压器均位于槽钢底座8上，其中总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端和第二馈线终端分别对称挂接与移相调压器的两侧。第一断路器QF1、第二断路器QF2、第一电压互感器PT1、第二电压互感器PT2、第三电压互感器PT3、第一电流互感器CT1、第二电流互感器CT2、阻容吸收器、10kV快速插拔件以及接地排9等主要设备集成在同一个装置柜7中形成装置柜模块，其中第一电流互感器CT1集成在第一断路器QF1上，第二电流互感器CT2集成在第二断路器QF2上。接地线、电缆和电缆盘集成在电缆柜中形成电缆柜模块。

图7(a)～图7(j)，本发明一种移动式配网合环系统的控制方法，包括如下步骤：

(1)两套10kV快速插拔件分别连接到联络开关QF3两侧后，总控装置向第一馈线终端FTU1下发指令，控制断路器第一断路器QF1合闸；

(2)总控装置接收第二馈线终端FTU2传送的第二断路器QF2两侧电压的相位差和幅值差，并下发指令给调相控制器和调压控制器将移相调压器调节至合适档位；

(3)移相调压器调节至合适档位后，总控装置判断满足合环条件，即保证合环点两侧角差始终小于等于2°，压差始终小于等于130V，总控装置向第二馈线终端FTU2下发命令，将第二断路器QF2合闸，完成两条线路合环运行；

(4)第二断路器QF2合闸后，通知配电主站远程/就地断开线路开关QF4，实现负荷转供，此时可对10kV线路B进行检修；

(5)总控装置下发指令给调压控制器和调相控制器，将调压档位和调相档位归零，通知配电主站远程合上联络开关QF3，总控装置再给第一馈线终端FTU1和第二馈线终端FTU2下发命令，将第一断路器QF1和第二断路器QF2分断，使配网合环系统退出运行；

(6)10kV线路B检修完成后，总控装置给第一馈线终端FTU1和第二馈线终端FTU2下发命令，将第一断路器QF1和第二断路器QF2合闸，总控装置再给调相控制器和调压控制器下发指令，将移相调压器档位恢复到退出前的档位，使配网合环系统重新接入；

(7)通知配电主站远程/就地分断联络开关QF3，再远程合上线路开关QF4，完成两条线路再次合环运行；

(8)总控装置给第一馈线终端FTU1和第二馈线终端FTU2下发命令，将第一断路器QF1和第二断路器QF2分断，然后断开10kV快速插拔件，使两条线路恢复到初始运行状态。

Claims (10)

1.一种移动式配网合环系统，其特征在于：包括总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端、第二馈线终端、移相调压器、第一断路器、第二断路器、快速插拔件、联络开关、第二电压互感器和第三电压互感器，其中总控装置分别与移相控制器、调压控制器、第一馈线终端和第二馈线终端相连接，移相控制器和调压控制器分别与移相调压器相连，移相调压器的两端分别连接第一断路器和第二断路器，第一断路器和第二断路器的进线端分别通过快速插拔件与联络开关相连，联络开关的两端分别连接A线路和B线路，第一馈线终端还与第一断路器相连，第二馈线终端还分别与第二电压互感器、第三电压互感器和第二断路器相连，第二电压互感器与第二断路器的出线端相连，第三电压互感器与第二断路器的进线端相连；

第二电压互感器和第三电压互感器分别采集第二断路器两侧电压的相位和幅值，并通过第二馈线终端传输至总控装置，总控装置根据第二断路器两侧电压的相位差和幅值差，通过移相控制器和调压控制器有载实时调节移相调压器至合适档位。

2.根据权利要求1所述的移动式配网合环系统，其特征在于：还包括挂车以及设置于挂车上的槽钢底座，总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端、第二馈线终端和移相调压器均位于槽钢底座上，其中总控装置、移相控制器、调压控制器、第一馈线终端和第二馈线终端分别对称挂接与移相调压器的两侧。

3.根据权利要求2所述的移动式配网合环系统，其特征在于：所述槽钢底座上还设置有装置柜，第一断路器、第二断路器、快速插拔件、第二电压互感器和第三电压互感器均设置于装置柜内。

4.根据权利要求1所述的移动式配网合环系统，其特征在于：所述第一馈线终端还与第一电压互感器相连，第一电压互感器与第一断路器的进线端相连，第一电压互感器采集其所在线路的电压，传输至总控装置和配电主站。

5.根据权利要求1所述的移动式配网合环系统，其特征在于：所述移相调压器为有载移相调压器。

6.根据权利要求1所述的移动式配网合环系统，其特征在于：所述移相调压器与第一断路器之间还连接有第一电流互感器，移相调压器与第二断路器之间还连接有第二电流互感器，第一电流互感器和第二电流互感器采集其所在线路的电流，传输至总控装置和配电主站。

7.根据权利要求1所述的移动式配网合环系统，其特征在于：所述移相调压器的两端分别通过阻容吸收器接地。

8.根据权利要求1所述的移动式配网合环系统，其特征在于：所述联络开关与B线路相连，B线路中间配置有线路开关。

9.根据权利要求1所述的移动式配网合环系统，其特征在于：还包括设置在可移动拖车上的电缆柜，接地线、电缆和电缆盘集成于电缆柜中。

10.一种根据权利要求1至9任一所述的移动式配网合环系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)两套快速插拔件分别连接到联络开关两侧后，总控装置向第一馈线终端下发指令，控制第一断路器合闸；

(2)总控装置接收第二馈线终端传送的第二断路器两侧电压的相位差和幅值差，并下发指令给移相控制器和调压控制器将移相调压器调节至合适档位；

(3)移相调压器调节至合适档位后，总控装置向第二馈线终端下发命令，将第二断路器合闸，完成两条线路合环运行；

(4)第二断路器合闸后，通知配电主站远程/就地断开线路开关，实现负荷转供，此时可对线路B进行检修；

(5)总控装置下发指令给调压控制器和调相控制器，将调压档位和调相档位归零，通知配电主站远程/就地合上联络开关，总控装置再给第一馈线终端和第二馈线终端下发命令，将第一断路器和第二断路器分断，使配网合环系统退出运行；

(6)线路B检修完成后，总控装置给第一馈线终端和第二馈线终端下发命令，将第一断路器和第二断路器合闸，总控装置再给移相控制器和调压控制器下发指令，将移相调压器档位恢复到退出前的档位，使配网合环系统重新接入；

(7)通知配电主站远程/就地分断联络开关，再远程/就地合上线路开关，完成两条线路再次合环运行；

(8)总控装置给第一馈线终端和第二馈线终端下发命令，将第一断路器和第二断路器分断，然后断开快速插拔件，使两条线路恢复到初始运行状态。

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