CN109245130A - 一种延长35kv10kv变电站供电半径的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种延长35kV/10kV变电站供电半径的系统。本系统针对稀疏供电地区，在不需要增加供电容量且保证供电质量的前提下有效提高变电站的供电半径。电力系统中的线路损耗和用户负载等会导致三相电压不平衡、谐波和电压偏差等电能质量问题，从而限制了变电站的供电半径。本发明提出了在10kV线路装配多个10kV电能质量模块，在400V线路装配400V电能质量模块和调压模块，通过中控系统对各个电能质量模块进行控制，切实增大35kV/10kV变电站的供电半径。

Description

一种延长35KV10KV变电站供电半径的系统
技术领域
本发明涉及配电网技术，具体为一种延长35KV/10KV变电站供电半径的系统。
背景技术
随着经济的发展，用电负荷的快速增长，电网向边远无电地区延伸，10kV线路在边远地区存在超远距离输电，造成供电质量问题和高线路损耗问题，集中表现在三相电压不平衡、谐波和电压偏差，导致负荷侧的供电电压远远超出了国家规定的质量标准，影响了人民的生产和生活。
如今对电能质量的处理，大部分只是对功率因数进行补偿，采用电容补偿装置，对三相不平衡、高次谐波、零线电流均无处理。随着线路超远距离输电、用户用电设备的多样性，用电负荷特别是大负荷的不断增加，电能质量问题变得越来越严重。近些年来出现了SVG、APF等单项处理电能质量的设备，但价格贵，处理不全面，不利于市场推广。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术的不足，提出了一种延长35KV/10KV变电站供电半径的系统，使得远距离用户端的电压符合国家规定的质量标准。
为达到是上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种延长35kV/10kV变电站供电半径的系统，包括连接在35KV/10KV变电站输出端的并联的n条10KV分支线路和n个10kV分支线路单元，n为除零外的自然数；每条10kV分支线路上有一个10kV分支线路单元。
所述每个10kV分支线路单元包括1个或多个10kV电能质量模块、10/0.4KV变压器、调压模块和400V电能质量模块。10KV分支线路经10/0.4KV变压器连接并联的m条400V分支线路，m为除零外的自然数。1个或多个10kV电能质量模块并联在10kV分支线路上，调压模块串联在10/0.4KV变压器的400V侧，400V电能质量模块并联在400V分支线路上。
有一个中控系统与每个10KV分支线路单元的1个或多个10kV电能质量模块、调压模块和400V电能质量模块相连接。
上述的中控系统包括一个数据信息采集模块经一个计算模块连接一个控制模块。所述数据信息采集模块用于采集10kV分支线路和400V线路的电流和电压信号，采集之后通过计算模块的计算，控制模块将控制信号输出。
上述的400V电能质量模块包括绝缘栅双极型晶体管IGBT-VT1、IGBT -VT2、IGBT -VT3、IGBT -VT4、IGBT -VT5、IGBT -VT6、IGBT -VT7、IGBT -VT8、IGBT -VT9、IGBT -VT10、IGBT -VT11、IGBT -VT12，二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5、二极管VD6、二极管VD7、二极管VD8、二极管VD9、二极管VD10、二极管VD11、二极管VD12、二极管VD13、二极管VD14、二极管VD15、二极管VD16、二极管VD17、二极管VD18，电源U，电容C1、电容C2，电感线圈LA、电感线圈LB、电感线圈LC；
IGBT-VT1的集电极端与二极管VD1负极端连接，IGBT-VT1的发射极端与二极管VD1正极端连接，IGBT-VT2的集电极端与二极管VD2负极端连接，IGBT-VT2的发射极端与二极管VD2正极端连接，IGBT-VT3的集电极端与二极管VD3负极端连接，IGBT-VT3的发射极端与二极管VD3正极端连接，IGBT-VT4的集电极端与二极管VD4负极端连接，IGBT-VT4的发射极端与二极管VD4正极端连接，IGBT-VT5的集电极端与二极管VD5负极端连接，IGBT-VT5的发射极端与二极管VD5正极端连接，IGBT-VT6的集电极端与二极管VD6负极端连接，IGBT-VT6的发射极端与二极管VD6正极端连接，IGBT-VT7的集电极端与二极管VD7负极端连接，IGBT-VT7的发射极端与二极管VD7正极端连接，IGBT-VT8的集电极端与二极管VD8负极端连接，IGBT-VT8的发射极端与二极管VD8正极端连接，IGBT-VT9的集电极端与二极管VD9负极端连接，IGBT-VT9的发射极端与二极管VD9正极端连接，IGBT-VT10的集电极端与二极管VD10负极端连接，IGBT-VT10的发射极端与二极管VD10正极端连接，IGBT-VT11的集电极端与二极管VD11负极端连接，IGBT-VT11的发射极端与二极管VD11正极端连接，IGBT-VT12的集电极端与二极管VD12负极端连接，IGBT-VT12的发射极端与二极管VD12正极端连接；
IGBT-VT1的发射极端分别与IGBT-VT2的集电极端和二极管VD13负极连接，IGBT-VT3的发射极端分别与IGBT-VT4的集电极端和二极管VD15负极连接，IGBT-VT5的发射极端分别与IGBT-VT6的集电极端和二极管VD17负极连接，IGBT-VT7的发射极端分别与IGBT-VT8的集电极端和二极管VD14正极连接，IGBT-VT9的发射极端分别与IGBT-VT10的集电极端和二极管VD16正极连接，IGBT-VT11的发射极端分别与IGBT-VT12的集电极端和二极管VD18正极连接；
二极管VD13正极与二极管VD14负极连接，二极管VD15正极与二极管VD16负极连接，二极管VD17正极与二极管VD18负极连接，二极管VD13正极分别与二极管VD15正极、二极管VD17正极、电容C1第二端和电容C2第一端连接；
电源U正极分别与电容C1第一端、IGBT-VT1的集电极端、IGBT-VT3的集电极端和IGBT-VT5的集电极端连接，电源U负极分别与电容C2第二端、IGBT-VT8的发射极端、IGBT-VT10的发射极端和IGBT-VT12的发射极端连接；
IGBT-VT2的发射极端分别与IGBT-VT7的集电极端和电感线圈LA第一端连接，IGBT-VT4的发射极端分别与IGBT-VT9的集电极端和电感线圈LB第一端连接，IGBT-VT6的发射极端分别与IGBT-VT11的集电极端和电感线圈LC第一端连接。
本发明与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著技术进步：
1)在供电稀疏地区，不扩容的情况下延长了供电半径。
2)安全性。10kV线路不增加串联的升压设备，提高系统运行安全性。
3)可靠性。降低线路损耗，消除线路谐波，平衡三相电压等，保证了线路电能质量。
4)经济性。可直接对现有运行线路进行改造，降低户均投资。
附图说明
图1 为本发明的电路原理图；
图2 为本发明的系统结构框图；
图3 为本发明的电能质量模块原理图。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，以便于理解本发明的技术方案，下面结合附图和优选实施例，对本发明作进一步详细说明。应理解，下述的实施实例仅用于说明本发明，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例一：参见图1~图3，
本延长35KV/10KV变电站供电半径的系统，包括连接在35KV/10KV变电站输出端的并联的n条10KV分支线路和n个10kV分支线路单元，n为除零外的自然数；每条10kV分支线路上有一个10kV分支线路单元；其特征在于：
所述每个10kV分支线路单元包括1个或多个10kV电能质量模块、一个10/0.4KV变压器、一个调压模块和一个400V电能质量模块；10KV分支线路经10/0.4KV变压器连接并联的m条400V分支线路，m为除零外的自然数。所述1个或多个10kV电能质量模块并联在10kV分支线路上，调压模块串联在10/0.4KV变压器的400V侧，400V电能质量模块并联在400V分支线路上
有一个中控系统与每个10KV分支线路单元中的所有10kV电能质量模块、调压模块和400V电能质量模块相连接。
实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
所述中控系统包括一个数据信息采集模块经一个计算模块连接一个控制模块；所述数据信息采集模块用于采集10kV分支线路和400V线路的电流和电压信号，采集之后通过计算模块的计算，控制模块将控制信号输出。
所述400V电能质量模块包括绝缘栅双极型晶体管IGBT-VT1、IGBT -VT2、IGBT -VT3、IGBT -VT4、IGBT -VT5、IGBT -VT6、IGBT -VT7、IGBT -VT8、IGBT -VT9、IGBT -VT10、IGBT -VT11、IGBT -VT12，二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5、二极管VD6、二极管VD7、二极管VD8、二极管VD9、二极管VD10、二极管VD11、二极管VD12、二极管VD13、二极管VD14、二极管VD15、二极管VD16、二极管VD17、二极管VD18，电源U，电容C1、电容C2，电感线圈LA、电感线圈LB、电感线圈LC；
IGBT-VT1的集电极端与二极管VD1负极端连接，IGBT-VT1的发射极端与二极管VD1正极端连接，IGBT-VT2的集电极端与二极管VD2负极端连接，IGBT-VT2的发射极端与二极管VD2正极端连接，IGBT-VT3的集电极端与二极管VD3负极端连接，IGBT-VT3的发射极端与二极管VD3正极端连接，IGBT-VT4的集电极端与二极管VD4负极端连接，IGBT-VT4的发射极端与二极管VD4正极端连接，IGBT-VT5的集电极端与二极管VD5负极端连接，IGBT-VT5的发射极端与二极管VD5正极端连接，IGBT-VT6的集电极端与二极管VD6负极端连接，IGBT-VT6的发射极端与二极管VD6正极端连接，IGBT-VT7的集电极端与二极管VD7负极端连接，IGBT-VT7的发射极端与二极管VD7正极端连接，IGBT-VT8的集电极端与二极管VD8负极端连接，IGBT-VT8的发射极端与二极管VD8正极端连接，IGBT-VT9的集电极端与二极管VD9负极端连接，IGBT-VT9的发射极端与二极管VD9正极端连接，IGBT-VT10的集电极端与二极管VD10负极端连接，IGBT-VT10的发射极端与二极管VD10正极端连接，IGBT-VT11的集电极端与二极管VD11负极端连接，IGBT-VT11的发射极端与二极管VD11正极端连接，IGBT-VT12的集电极端与二极管VD12负极端连接，IGBT-VT12的发射极端与二极管VD12正极端连接；
IGBT-VT1的发射极端分别与IGBT-VT2的集电极端和二极管VD13负极连接，IGBT-VT3的发射极端分别与IGBT-VT4的集电极端和二极管VD15负极连接，IGBT-VT5的发射极端分别与IGBT-VT6的集电极端和二极管VD17负极连接，IGBT-VT7的发射极端分别与IGBT-VT8的集电极端和二极管VD14正极连接，IGBT-VT9的发射极端分别与IGBT-VT10的集电极端和二极管VD16正极连接，IGBT-VT11的发射极端分别与IGBT-VT12的集电极端和二极管VD18正极连接；
二极管VD13正极与二极管VD14负极连接，二极管VD15正极与二极管VD16负极连接，二极管VD17正极与二极管VD18负极连接，二极管VD13正极分别与二极管VD15正极、二极管VD17正极、电容C1第二端和电容C2第一端连接；
电源U正极分别与电容C1第一端、IGBT-VT1的集电极端、IGBT-VT3的集电极端和IGBT-VT5的集电极端连接，电源U负极分别与电容C2第二端、IGBT-VT8的发射极端、IGBT-VT10的发射极端和IGBT-VT12的发射极端连接；
IGBT-VT2的发射极端分别与IGBT-VT7的集电极端和电感线圈LA第一端连接，IGBT-VT4的发射极端分别与IGBT-VT9的集电极端和电感线圈LB第一端连接，IGBT-VT6的发射极端分别与IGBT-VT11的集电极端和电感线圈LC第一端连接。
实施例三：
参照图1，本延长35kV/10kV变电站供电半径的系统，其特征在于，包括中控系统，10kV分支线路单元。每条10kV分支线路上有一个10kV分支线路单元。
所述10kV分支线路单元包括1个或多个10kV电能质量模块、10/0.4KV变压器、调压模块和400V电能质量模块。1个或多个10kV电能质量模块并联在10kV分支线路上，调压模块串联在400V侧，400V电能质量模块并联在400V分支线路上。
所述中控系统与每个10KV分支线路单元的1个或多个10kV电能质量模块、调压模块和400V电能质量模块相连接。
参照图2，所述的中控系统包括数据信息采集模块、计算模块和控制模块。所述数据信息采集模块用于采集10kV分支线路和400V线路的电流和电压信号，采集之后通过计算模块的计算，控制模块将控制信号输出。
参照图3，所述的400V电能质量模块，包括绝缘栅双极型晶体管（IGBT）VT1、IGBT -VT2、IGBT -VT3、IGBT -VT4、IGBT -VT5、IGBT -VT6、IGBT -VT7、IGBT -VT8、IGBT -VT9、IGBT -VT10、IGBT -VT11、IGBT -VT12，二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5、二极管VD6、二极管VD7、二极管VD8、二极管VD9、二极管VD10、二极管VD11、二极管VD12、二极管VD13、二极管VD14、二极管VD15、二极管VD16、二极管VD17、二极管VD18，电源U，电容C1、电容C2，电感线圈LA、电感线圈LB、电感线圈LC；
IGBT-VT1的集电极端与二极管VD1负极端连接，IGBT-VT1的发射极端与二极管VD1正极端连接，IGBT-VT2的集电极端与二极管VD2负极端连接，IGBT-VT2的发射极端与二极管VD2正极端连接，IGBT-VT3的集电极端与二极管VD3负极端连接，IGBT-VT3的发射极端与二极管VD3正极端连接，IGBT-VT4的集电极端与二极管VD4负极端连接，IGBT-VT4的发射极端与二极管VD4正极端连接，IGBT-VT5的集电极端与二极管VD5负极端连接，IGBT-VT5的发射极端与二极管VD5正极端连接，IGBT-VT6的集电极端与二极管VD6负极端连接，IGBT-VT6的发射极端与二极管VD6正极端连接，IGBT-VT7的集电极端与二极管VD7负极端连接，IGBT-VT7的发射极端与二极管VD7正极端连接，IGBT-VT8的集电极端与二极管VD8负极端连接，IGBT-VT8的发射极端与二极管VD8正极端连接，IGBT-VT9的集电极端与二极管VD9负极端连接，IGBT-VT9的发射极端与二极管VD9正极端连接，IGBT-VT10的集电极端与二极管VD10负极端连接，IGBT-VT10的发射极端与二极管VD10正极端连接，IGBT-VT11的集电极端与二极管VD11负极端连接，IGBT-VT11的发射极端与二极管VD11正极端连接，IGBT-VT12的集电极端与二极管VD12负极端连接，IGBT-VT12的发射极端与二极管VD12正极端连接；
IGBT-VT1的发射极端分别与IGBT-VT2的集电极端和二极管VD13负极连接，IGBT-VT3的发射极端分别与IGBT-VT4的集电极端和二极管VD15负极连接，IGBT-VT5的发射极端分别与IGBT-VT6的集电极端和二极管VD17负极连接，IGBT-VT7的发射极端分别与IGBT-VT8的集电极端和二极管VD14正极连接，IGBT-VT9的发射极端分别与IGBT-VT10的集电极端和二极管VD16正极连接，IGBT-VT11的发射极端分别与IGBT-VT12的集电极端和二极管VD18正极连接；
二极管VD13正极与二极管VD14负极连接，二极管VD15正极与二极管VD16负极连接，二极管VD17正极与二极管VD18负极连接，二极管VD13正极分别与二极管VD15正极、二极管VD17正极、电容C1第二端和电容C2第一端连接；
电源U正极分别与电容C1第一端、IGBT-VT1的集电极端、IGBT-VT3的集电极端和IGBT-VT5的集电极端连接，电源U负极分别与电容C2第二端、IGBT-VT8的发射极端、IGBT-VT10的发射极端和IGBT-VT12的发射极端连接；
IGBT-VT2的发射极端分别与IGBT-VT7的集电极端和电感线圈LA第一端连接，IGBT-VT4的发射极端分别与IGBT-VT9的集电极端和电感线圈LB第一端连接，IGBT-VT6的发射极端分别与IGBT-VT11的集电极端和电感线圈LC第一端连接。
所述10kV电能质量模块，原理上与400V电能质量模块相同。
由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

Claims (3)

1.一种延长35kV/10kV变电站供电半径的系统，包括连接在35KV/10KV变电站输出端的并联的n条10KV分支线路和n个10kV分支线路单元（A1-An），n为除零外的自然数；每条10kV分支线路上有一个10kV分支线路单元；其特征在于：
所述每个10kV分支线路单元包括1个或多个10kV电能质量模块（A111-A11n）、一个10/0.4KV变压器（A12）、一个调压模块（A13）和一个400V电能质量模块（A14）；10KV分支线路经10/0.4KV变压器（A12）连接并联的m条400V分支线路，m为除零外的自然数；
所述1个或多个10kV电能质量模块（A111-A11n）并联在10kV分支线路（A1）上，调压模块（A13）串联在10/0.4KV变压器（A12）的400V侧，400V电能质量模块（A14）并联在400V分支线路上；
有一个中控系统（10）与每个10KV分支线路单元中的所有10kV电能质量模块（A111-A11n）、调压模块（A13）和400V电能质量模块（A14）相连接。
2.根据权利要求1所述的延长35kV/10kV变电站供电半径的系统，其特征在于：所述中控系统（10）包括一个数据信息采集模块（11）经一个计算模块（12）连接一个控制模块（13）；所述数据信息采集模块（11）用于采集10kV分支线路和400V线路的电流和电压信号，采集之后通过计算模块（12）的计算，控制模块（13）将控制信号输出。
3.根据权利要求1所述的延长35kV/10kV变电站供电半径的系统，其特征在于：所述400V电能质量模块（A14-An4）包括绝缘栅双极型晶体管IGBT-VT1、IGBT -VT2、IGBT -VT3、IGBT -VT4、IGBT -VT5、IGBT -VT6、IGBT -VT7、IGBT -VT8、IGBT -VT9、IGBT -VT10、IGBT -VT11、IGBT -VT12，二极管VD1、二极管VD2、二极管VD3、二极管VD4、二极管VD5、二极管VD6、二极管VD7、二极管VD8、二极管VD9、二极管VD10、二极管VD11、二极管VD12、二极管VD13、二极管VD14、二极管VD15、二极管VD16、二极管VD17、二极管VD18，电源U，电容C1、电容C2，电感线圈LA、电感线圈LB、电感线圈LC；
IGBT-VT1的集电极端与二极管VD1负极端连接，IGBT-VT1的发射极端与二极管VD1正极端连接，IGBT-VT2的集电极端与二极管VD2负极端连接，IGBT-VT2的发射极端与二极管VD2正极端连接，IGBT-VT3的集电极端与二极管VD3负极端连接，IGBT-VT3的发射极端与二极管VD3正极端连接，IGBT-VT4的集电极端与二极管VD4负极端连接，IGBT-VT4的发射极端与二极管VD4正极端连接，IGBT-VT5的集电极端与二极管VD5负极端连接，IGBT-VT5的发射极端与二极管VD5正极端连接，IGBT-VT6的集电极端与二极管VD6负极端连接，IGBT-VT6的发射极端与二极管VD6正极端连接，IGBT-VT7的集电极端与二极管VD7负极端连接，IGBT-VT7的发射极端与二极管VD7正极端连接，IGBT-VT8的集电极端与二极管VD8负极端连接，IGBT-VT8的发射极端与二极管VD8正极端连接，IGBT-VT9的集电极端与二极管VD9负极端连接，IGBT-VT9的发射极端与二极管VD9正极端连接，IGBT-VT10的集电极端与二极管VD10负极端连接，IGBT-VT10的发射极端与二极管VD10正极端连接，IGBT-VT11的集电极端与二极管VD11负极端连接，IGBT-VT11的发射极端与二极管VD11正极端连接，IGBT-VT12的集电极端与二极管VD12负极端连接，IGBT-VT12的发射极端与二极管VD12正极端连接；
IGBT-VT1的发射极端分别与IGBT-VT2的集电极端和二极管VD13负极连接，IGBT-VT3的发射极端分别与IGBT-VT4的集电极端和二极管VD15负极连接，IGBT-VT5的发射极端分别与IGBT-VT6的集电极端和二极管VD17负极连接，IGBT-VT7的发射极端分别与IGBT-VT8的集电极端和二极管VD14正极连接，IGBT-VT9的发射极端分别与IGBT-VT10的集电极端和二极管VD16正极连接，IGBT-VT11的发射极端分别与IGBT-VT12的集电极端和二极管VD18正极连接；
二极管VD13正极与二极管VD14负极连接，二极管VD15正极与二极管VD16负极连接，二极管VD17正极与二极管VD18负极连接，二极管VD13正极分别与二极管VD15正极、二极管VD17正极、电容C1第二端和电容C2第一端连接；
电源U正极分别与电容C1第一端、IGBT-VT1的集电极端、IGBT-VT3的集电极端和IGBT-VT5的集电极端连接，电源U负极分别与电容C2第二端、IGBT-VT8的发射极端、IGBT-VT10的发射极端和IGBT-VT12的发射极端连接；
IGBT-VT2的发射极端分别与IGBT-VT7的集电极端和电感线圈LA第一端连接，IGBT-VT4的发射极端分别与IGBT-VT9的集电极端和电感线圈LB第一端连接，IGBT-VT6的发射极端分别与IGBT-VT11的集电极端和电感线圈LC第一端连接。
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