CN103997117A - 智能联切负荷备自投装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种备自投装置，尤其是一种智能联切负荷备自投装置，属于电力系统继电保护的技术领域。按照本发明提供的技术方案，所述智能联切负荷备自投装置，包括用于采集第一10KV母线段电压的第一电压互感器、用于采集第二10KV母线段电压的第二电压互感器、用于采集连接于第一10KV母线段的出线上电流的第一电流互感器以及用于采集连接于第二10KV母线段的出线上电流的第二电流互感器；第一电压互感器、第二电压互感器、第一电流互感器以及第二电流互感器均与负荷备自投装置连接；本发明结构紧凑，操作方便，能实时采集变压器负荷和出线负荷，保证备自投安全可靠动作，保证用户持续供电以及供电的安全性。

Description

智能联切负荷备自投装置

技术领域

本发明涉及一种备自投装置，尤其是一种智能联切负荷备自投装置，属于电力系统继电保护的技术领域。

背景技术

现有备自投装置能在母线电压失去时启动，经延时切除失电母线的电源开关，合上失电母线的备用电源开关，提高电网的供电可靠性。

由于现在的备自投装置并没有判别备自投动作时，是否存在供电变压器过载的功能。导致部分存在过载问题的变电站，需要根据负荷大小情况进行频繁的手动投退操作，需要消耗大量的人力物力。同时备自投退出时，如果发生母线失电，将中断重要用户的供电，造成很大的社会影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种智能联切负荷备自投装置，其结构紧凑，操作方便，能实时采集变压器负荷和出线负荷，保证备自投安全可靠动作，保证用户持续供电以及供电的安全性。

按照本发明提供的技术方案，所述智能联切负荷备自投装置，包括用于采集第一10KV母线段电压的第一电压互感器、用于采集第二10KV母线段电压的第二电压互感器、用于采集连接于第一10KV母线段的出线上电流的第一电流互感器以及用于采集连接于第二10KV母线段的出线上电流的第二电流互感器；第一电压互感器、第二电压互感器、第一电流互感器以及第二电流互感器均与负荷备自投装置连接；

负荷备自投装置根据第一电压互感器检测的电压值、第一电流互感器检测的电流值得到第一10KV母线段的第一母线段输出功率，负荷备自投装置根据第二电压互感器检测的电压值、第二电流互感器检测的电流值得到第二10KV母线段的第二母线段输出功率；

当第一10KV母线段的电压值为零，负荷备自投装置将第一10KV母线段在电压为零前的第一母线段输出功率与第二10KV母线段当前的第二母线段输出功率累加，得到第一供电总输出功率；负荷备自投装置将第一供电总输出功率与连接第二10KV母线段的第二主变压器的额定功率进行比较，负荷备自投装置调节第一10KV母线段出线上的负荷连接状态以及第二10KV母线段出线上的负荷连接状态，以使得通过分段连接开关闭合后连接第一10KV母线段与第二10KV母线段时，第一10KV母线段出线的第一母线段输出功率与第二10KV母线段出线的第二母线段输出功率之和不大于第二主变压器的设定工作功率；

当第二10KV母线段的电压值为零，负荷备自投装置将第二10KV母线段在电压为零前的第二母线段输出功率与第一10KV母线段当前的第一母线段输出功率累加，得到第二供电总输出功率；负荷备自投装置将第二供电总输出功率与连接第一10KV母线段的第一主变压器的额定功率进行比较，负荷备自投装置调节第一10KV母线段出线上的负荷连接状态以及第二10KV母线段出线上的负荷连接状态，以使得通过分段连接开关闭合后连接第一10KV母线段与第二10KV母线段时，第一10KV母线段出线的第一母线段输出功率与第二10KV母线段出线的第二母线段输出功率之和不大于第一主变压器的设定工作功率。

所述第一主变压器的副边通过第一主变开关与第一10KV母线段连接，第一主变压器的原边与第一110KV母线段连接；第二主变压器的副边通过第二主变开关与第二10KV母线段连接，第二主变压器的原边与第二110KV母线段连接。

所述第一主变压器的副边设置用于检测第一主变开关电流的第一开关电流互感器，第二主变压器的副边设置用于检测第二主变开关电流的第二开关电流互感器，第一开关电流互感器及第二电流互感器均与负荷备自投装置连接；

当通过第一电压互感器检测的第一10KV母线段的电压为零，且通过第一开关电流互感器检测第一主变开关的进线无电流时，负荷备自投装置才将第一供电总输出功率与连接第一10KV母线段的第一主变压器的额定功率进行比较；

当通过第二电压互感器检测的第二10KV母线段的电压为零，且通过第二开关电流互感器检测第二主变开关的进线无电流时，负荷备自投装置才将第二供电总输出功率与连接第二10KV母线段的第二主变压器的额定功率进行比较。

本发明的优点：通过第一电压互感器来获取第一10KV母线段的电压值，通过第一电流互感器来获取连接第一10KV母线段的出线的电流值，从而得到第一母线段输出功率；通过第二电压互感器来获取第二10KV母线段的电压值，通过第二电流互感器来获取连接第二10KV母线段的出线的电流值，从而得到第二母线段输出功率；当第一10KV母线段或第二10KV母线段失电时，负荷备自投装置根据第一供电总输出功率与第二主变压器额定功率，或第二供电总输出功率与第一主变压器额定功率之间的关系，调整第一10KV母线段、第二10KV母线段上不同负荷的连接状态，以使得在通过分段连接开关连接第一10KV母线段及第二10KV母线段后，所有出线的负荷功率满足第一主变压器或第二主变压器的设定工作功率，结构紧凑，操作方便，能实时采集变压器负荷和出线负荷，保证备自投安全可靠动作，保证用户持续供电以及供电的安全性。

附图说明

图1为现有的连接示意图。

图2为本发明的连接示意图。

附图标记说明：1-第一110KV母线段、2-第二110KV母线段、3-第一10KV母线段、4-第二10KV母线段、5-负荷备自投装置、6-第一电流互感器、7-第一开关电流互感器、8-第二开关电流互感器、9-第二电流互感器、1PT-第一电压互感器、2PT-第二电压互感器、T1-第一主变压器、T2-第二主变压器、1DL-第一主变开关、2DL-第二主变开关以及3DL-分段连接开关。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：现有的第一110KV母线段1与第一主变压器T1的原边连接，第一主变压器T1的副边通过第一主变开关1DL与第一10KV母线段3连接，第二110KV母线段2与第二主变压器T2的原边连接，第二主变压器T2的副边通过第二主变开关2DL与第二10KV母线段4连接，第一10KV母线段3与第二10KV母线段4通过分段连接开关3DL连接。在使用时，第一10KV母线段3上连接有若干出线，图1中示出了，连接在第一10KV母线段3上的出线L1、出线L2、出线L3、出线L3以及出线L5，出线L1上设置有出线开关4DL，依次类推，出线开关5DL设置在出线L2上，出线开关6DL设置在出线L3上，出线开关7DL设置在出线L4上，出线开关8DL设置在出线L5上，通过对应的出线开关以及出线能够连接负载，提供负载所需的电压。与此同时，第二10KV母线段4上的连接有出线L6、出线L7、出线L8、出线L9以及出线L10，出线开关9DL、10DL、11DL、12DL、13DL分别设置在相应的出线上。

最通常的运行方式为：第一主变开关1DL处于合位状态，第二主变开关2DL处于合位状态，分段连接开关3DL处于分位状态。当第一10kV母线段3失电时，备自投装置跳开第一主变开关1DL，合上分段连接开关3DL，由第二主变压器T2为所有出线供电；当第二10kV母线段4失电时，备自投跳开第二主变开关2DL，合上分段连接开关3DL，由第一主变压器T1为所有出线供电，保证所有出线的正常供电。

但当所有出线的负荷大于一台主变压器的最大容量时，备自投动作后将威胁所述处于运行状态的主变压器的安全运行，必须停用备自投保护，这在一定程度上影响了系统供电可靠性。

如图2所示，第一主变压器T1的副边通过第一主变开关1DL与第一10KV母线段3连接，第一主变压器T1的原边与第一110KV母线段1连接；第二主变压器T2的副边通过第二主变开关2DL与第二10KV母线段4连接，第二主变压器T2的原边与第二110KV母线段2连接。为了能够确保供电的安全可靠，本发明包括用于采集第一10KV母线段3电压的第一电压互感器1PT、用于采集第二10KV母线段4电压的第二电压互感器2PT、用于采集连接于第一10KV母线段3的出线上电流的第一电流互感器6以及用于采集连接于第二10KV母线段4的出线上电流的第二电流互感器9；第一电压互感器1PT、第二电压互感器2PT、第一电流互感器6以及第二电流互感器9均与负荷备自投装置5连接；

负荷备自投装置5根据第一电压互感器1PT检测的电压值、第一电流互感器6检测的电流值得到第一10KV母线段3的第一母线段输出功率，负荷备自投装置5根据第二电压互感器2PT检测的电压值、第二电流互感器6检测的电流值得到第二10KV母线段4的第二母线段输出功率；

当第一10KV母线段3的电压值为零，负荷备自投装置5将第一10KV母线段3在电压为零前的第一母线段输出功率与第二10KV母线段4当前的第二母线段输出功率累加，得到第一供电总输出功率；负荷备自投装置5将第一供电总输出功率与连接第二10KV母线段4的第二主变压器T2的额定功率进行比较，负荷备自投装置5调节第一10KV母线段3出线上的负荷连接状态以及第二10KV母线段4出线上的负荷连接状态，以使得通过分段连接开关3DL闭合后连接第一10KV母线段3与第二10KV母线段4时，第一10KV母线段3出线的第一母线段输出功率与第二10KV母线段4出线的第二母线段输出功率之和不大于第二主变压器T2的设定工作功率；

当第二10KV母线段4的电压值为零，负荷备自投装置5将第二10KV母线段4在电压为零前的第二母线段输出功率与第一10KV母线段3当前的第一母线段输出功率累加，得到第二供电总输出功率；负荷备自投装置5将第二供电总输出功率与连接第一10KV母线段3的第一主变压器T1的额定功率进行比较，负荷备自投装置5调节第一10KV母线段3出线上的负荷连接状态以及第二10KV母线段4出线上的负荷连接状态，以使得通过分段连接开关3DL闭合后连接第一10KV母线段3与第二10KV母线段4时，第一10KV母线段3出线的第一母线段输出功率与第二10KV母线段4出线的第二母线段输出功率之和不大于第一主变压器T1的设定工作功率。

具体地，负荷备自投装置5可以采用常用的芯片，如单片机等，也可以采用现有用于进行切换的备自投装置的结构，当然，负荷备自投装置5也可以采用其他的数字电路、模拟电路或模拟数字混合电路，只要能够实现比较、计算，输出等信号即可，此处不再赘述。本发明实施例中，通过第一电压互感器1PT来检测获取第一10KV母线段3的电压值，通过第二电压互感器2PT来检测获取第二10KV母线段4的电压值，对于连接在第一10KV母线段3的出线上设置第一电流互感器6，所述电流互感器6设置在每一个出线上，图2中示出了五个第一电流互感器6，所述五个第一电流互感器6分别设置在出线L1、出线L2、出线L3、出线L4以及出线L5上，负荷备自投装置5根据每个出线上的第一电流互感器6获得每个出线负载的电流值，同时，根据第一电压互感器1PT检测的电压值，能够得到第一10KV母线段3输出的第一母线段输出功率。

与第一10KV母线段3类似，通过第二电压互感器2PT来检测获取第二10KV母线段4的电压值，在第二10KV母线段4的出线上设置多个第二电流互感器9，每个第二电流互感器9设置在对应的出线L6、出线L7、出线L8、出线L9以及出线L10上，负荷备自投装置5根据第二电流互感器9检测的电流值以及第二电压互感器2PT检测的电压值，能够得到第二10KV母线段4输出的第二母线段输出功率。

在获取上述第一母线段输出功率、第二母线段输出功率后，负荷备自投装置5能够对上述输出功率值进行存储，当第一10KV母线段3或第二10KV母线段4失去电压后，将失去电压前的输出功率值作为判断整个供电系统的判断依据。在具体实施时，在负荷备自投装置5内可以预先设定第一主变压器T1以及第二主变压器T1的设定工作功率，所述设定工作功率一般不大于相对应的额定功率，以确保第一主变压器T1以及第二主变压器T2工作时的可靠性。

进一步地，所述第一主变压器T1的副边设置用于检测第一主变开关1DL电流的第一开关电流互感器7，第二主变压器T2的副边设置用于检测第二主变开关2DL电流的第二开关电流互感器8，第一开关电流互感器7及第二电流互感器8均与负荷备自投装置5连接；

当通过第一电压互感器1PT检测的第一10KV母线段3的电压为零，且通过第一开关电流互感器7检测第一主变开关1DL的进线无电流时，负荷备自投装置5才将第一供电总输出功率与连接第一10KV母线段3的第一主变压器T1的额定功率进行比较；

当通过第二电压互感器2PT检测的第二10KV母线段4的电压为零，且通过第二开关电流互感器8检测第二主变开关2DL的进线无电流时，负荷备自投装置5才将第二供电总输出功率与连接第二10KV母线段4的第二主变压器T2的额定功率进行比较。

当第一10KV母线段3的母线电压Tv1消失，同时第一主变开关1DL的进线无电流时，负荷备自投装置5比较第一10KV母线段3、第二10KV母线段4的所有出线上的供电总输出功率，并确定第一供电总输出功率是否大第二主变压器T2的额定功率，对于第一供电总输出功率大于第二主变压器T2的额定功率，以及第一供电总输出功率不大于第二主变压器T2的额定功率两种情况分别进行讨论：

1）、当第一供电总输出功率大于0.9倍的第二主变压器T2额定功率时，负荷备自投装置5根据出线线路上负荷大小和负荷重要性排序，优先选择重要性低但负荷大的线路，其次选择重要性低负荷小的线路，再次选择负荷低重要性高的线路，最后选择负荷大重要性高的线路。排序完成后，按照排序表开始进行负荷切除，切除至所有运行负荷的第一供电总输出功率满足第二主变压器T2额定功率的70%-90%时为止。切除完成后，负荷备自投装置5控制切除第一主变压器T1的第一主变开关1DL，合上分段连接开关3DL，至此，备自投工作完成。

2）、当第一供电总输出功率不大于0.9倍的第二主变压器T2的额定功率时，负荷备自投装置5控制切除第一主变压器T1的第一主变开关1DL，合上分段连接开关3DL，备自投工作完成。在具体实施时，负荷备自投装置5内可以预先存储有连接第一10KV母线段3、第二10KV母线段4上每个出线负荷的重要性，负荷大小可以根据之前的电流值计算得到，所述负荷重要性可以根据需要进行设定，根据不同的工作环境场合来确定。

当第二10KV母线段4的母线电压Tv2消失，同时第二主变开关2DL的进线无电流时，负荷备自投装置5比较第一10KV母线段3、第二10KV母线段4的所有出线上的供电总输出功率，并确定第二供电总输出功率是否大第一主变压器T1的额定功率，对于第二供电总输出功率大于第一主变压器T1的额定功率，以及第二供电总输出功率不大于第一主变压器T1的额定功率两种情况分别进行讨论：

1）、当第二供电总输出功率大于0.9倍的第一主变压器T1额定功率时，负荷备自投装置5根据出线线路上负荷大小和负荷重要性排序，优先选择重要性低但负荷大的线路，其次选择重要性低负荷小的线路，再次选择负荷低重要性高的线路，最后选择负荷大重要性高的线路。排序完成后，按照排序表开始进行负荷切除，切除至所有运行负荷的第二供电总输出功率满足第一主变压器T1额定功率的70%-90%时为止。切除完成后，负荷备自投装置5控制切除第二主变压器T2的第二主变开关2DL，合上分段连接开关3DL，至此，备自投工作完成。

2）、当第二供电总输出功率不大于0.9倍的第一主变压器T1的额定功率时，负荷备自投装置5控制切除第二主变压器T2的第二主变开关2DL，合上分段连接开关3DL，备自投工作完成。在具体实施时，负荷备自投装置5内可以预先存储有连接第一10KV母线段3、第二10KV母线段4上每个出线负荷的重要性，负荷大小可以根据之前的电流值计算得到，所述负荷重要性可以根据需要进行设定，根据不同的工作环境场合来确定。

本发明通过第一电压互感器1PT来获取第一10KV母线段3的电压值，通过第一电流互感器6来获取连接第一10KV母线段3的出线的电流值，从而得到第一母线段输出功率；通过第二电压互感器2PT来获取第二10KV母线段4的电压值，通过第二电流互感器9来获取连接第二10KV母线段4的出线的电流值，从而得到第二母线段输出功率；当第一10KV母线段3或第二10KV母线段4失电时，负荷备自投装置5根据第一供电总输出功率与第二主变压器T2额定功率，或第二供电总输出功率与第一主变压器T1额定功率之间的关系，调整第一10KV母线段3、第二10KV母线段4上不同负荷的连接状态，以使得在通过分段连接开关3DL连接第一10KV母线段3及第二10KV母线段4后，所有出线的负荷功率满足第一主变压器T1或第二主变压器T2的设定工作功率，结构紧凑，操作方便，能实时采集变压器负荷和出线负荷，保证备自投安全可靠动作，保证用户持续供电以及供电的安全性。

Claims (3)

1.一种智能联切负荷备自投装置，其特征是：包括用于采集第一10KV母线段（3）电压的第一电压互感器（1PT）、用于采集第二10KV母线段（4）电压的第二电压互感器（2PT）、用于采集连接于第一10KV母线段（3）的出线上电流的第一电流互感器（6）以及用于采集连接于第二10KV母线段（4）的出线上电流的第二电流互感器（9）；第一电压互感器（1PT）、第二电压互感器（2PT）、第一电流互感器（6）以及第二电流互感器（9）均与负荷备自投装置（5）连接；

负荷备自投装置（5）根据第一电压互感器（1PT）检测的电压值、第一电流互感器（6）检测的电流值得到第一10KV母线段（3）的第一母线段输出功率，负荷备自投装置（5）根据第二电压互感器（2PT）检测的电压值、第二电流互感器（6）检测的电流值得到第二10KV母线段（4）的第二母线段输出功率；

当第一10KV母线段（3）的电压值为零，负荷备自投装置（5）将第一10KV母线段（3）在电压为零前的第一母线段输出功率与第二10KV母线段（4）当前的第二母线段输出功率累加，得到第一供电总输出功率；负荷备自投装置（5）将第一供电总输出功率与连接第二10KV母线段（4）的第二主变压器（T2）的额定功率进行比较，负荷备自投装置（5）调节第一10KV母线段（3）出线上的负荷连接状态以及第二10KV母线段（4）出线上的负荷连接状态，以使得通过分段连接开关（3DL）闭合后连接第一10KV母线段（3）与第二10KV母线段（4）时，第一10KV母线段（3）出线的第一母线段输出功率与第二10KV母线段（4）出线的第二母线段输出功率之和不大于第二主变压器（T2）的设定工作功率；

当第二10KV母线段（4）的电压值为零，负荷备自投装置（5）将第二10KV母线段（4）在电压为零前的第二母线段输出功率与第一10KV母线段（3）当前的第一母线段输出功率累加，得到第二供电总输出功率；负荷备自投装置（5）将第二供电总输出功率与连接第一10KV母线段（3）的第一主变压器（T1）的额定功率进行比较，负荷备自投装置（5）调节第一10KV母线段（3）出线上的负荷连接状态以及第二10KV母线段（4）出线上的负荷连接状态，以使得通过分段连接开关（3DL）闭合后连接第一10KV母线段（3）与第二10KV母线段（4）时，第一10KV母线段（3）出线的第一母线段输出功率与第二10KV母线段（4）出线的第二母线段输出功率之和不大于第一主变压器（T1）的设定工作功率。

2.根据权利要求1所述的智能联切负荷备自投装置，其特征是：所述第一主变压器（T1）的副边通过第一主变开关（1DL）与第一10KV母线段（3）连接，第一主变压器（T1）的原边与第一110KV母线段（1）连接；第二主变压器（T2）的副边通过第二主变开关（2DL）与第二10KV母线段（4）连接，第二主变压器（T2）的原边与第二110KV母线段（2）连接。

3.根据权利要求2所述的智能联切负荷备自投装置，其特征是：所述第一主变压器（T1）的副边设置用于检测第一主变开关（1DL）电流的第一开关电流互感器（7），第二主变压器（T2）的副边设置用于检测第二主变开关（2DL）电流的第二开关电流互感器（8），第一开关电流互感器（7）及第二电流互感器（8）均与负荷备自投装置（5）连接；

当通过第一电压互感器（1PT）检测的第一10KV母线段（3）的电压为零，且通过第一开关电流互感器（7）检测第一主变开关（1DL）的进线无电流时，负荷备自投装置（5）才将第一供电总输出功率与连接第一10KV母线段（3）的第一主变压器（T1）的额定功率进行比较；

当通过第二电压互感器（2PT）检测的第二10KV母线段（4）的电压为零，且通过第二开关电流互感器（8）检测第二主变开关（2DL）的进线无电流时，负荷备自投装置（5）才将第二供电总输出功率与连接第二10KV母线段（4）的第二主变压器（T2）的额定功率进行比较。