CN109861221B - 一种基于二分之三接线方式的输电系统及其输电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于输配电及保护技术领域,提供了一种基于二分之三接线方式的输电系统及其输电方法,包括至少两条母线和至少两个配电单元,配电单元之间有变压器模块连接。配电单元的第一、第二及第三开关模块分别由第一、第二及第三同期装置控制合闸,第二和第三开关模块由第一和第二涌流抑制器控制合闸以抑制合闸时变压模块产生的励磁涌流。第一切换模块根据第一控制信号控制第二同期装置或第一涌流抑制器工作;第二切换模块根据第二控制信号控制第三同期装置或第二涌流抑制器工作。上述的输电系统及方法抑制了励磁涌流,解决了传统技术存在的由于开关模块合闸时变压器产生励磁涌流而导致开关模块的电流量保护运行不可靠和影响其他设备工作的问题。
Description
技术领域
本发明属于输配电及保护技术领域,尤其涉及一种基于二分之三接线方式的输电系统及其输电方法。
背景技术
目前,传统的采用二分之三接线方式的输电系统中,当同时具有两个或两个以上不同电压等级的输电线路时,一般采用联络变压器将各个输电线路进行互联,某个输电线路通过自身的一个边开关和一个中开关通过联络变压器向互联的输电线路进行输电运行。然而,由于联络变压器是感性负载,通过铁芯进行电磁感应以传输电能,因此联络变压器在空载受电时,会因为铁芯处于饱和状态而产生励磁涌流,励磁涌流含有大量高次谐波,主要是二次谐波和三次谐波,这些二次谐波和三次谐波会造成联络变压器本身的电流量保护运行不可靠,同时会干扰输电系统中的其他设备的正常工作,从而导致输电系统的可靠性低。
因此,传统的电力传输技术方案中存在合闸时由于联络变压器产生高次谐波而导致的联络变压器本身的电流量保护运行不可靠和输电系统中的其他设备由于受到谐波干扰而无法正常工作的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种基于二分之三接线方式的输电系统及其输电方法,旨在解决传统的技术方案中存在的合闸时由于联络变压器产生高次谐波而导致的联络变压器本身的电流量保护运行不可靠和输电系统中的其他设备由于受到谐波干扰而无法正常工作的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种基于二分之三接线方式的输电系统,包括至少两条母线,所述输电系统还包括至少两个配电单元,所述配电单元之间通过变压器模块进行连接;
每个所述配电单元均包括:
第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第一同期装置、第二同期装置、第三同期装置、第一涌流抑制器、第二涌流抑制器、第一切换模块以及第二切换模块;
所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述第三开关模块依次串接在所述母线之间;所述第二开关模块与所述第三开关模块之间的引出线连接所述变压器模块;所述第一同期装置、所述第二同期装置以及所述第三同期装置分别连接所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述第三开关模块;所述第一涌流抑制器和第二涌流抑制器分别连接所述第二开关模块和所述第三开关模块;所述第二同期装置和所述第二涌流抑制器连接所述第一切换模块;所述第三同期装置和所述第二涌流抑制器连接所述第二切换模块;
所述第一同期装置用于检测到所述第一开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第一开关模块进行导通;所述第二同期装置用于检测到所述第二开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第二开关模块进行导通;所述第三同期装置用于检测到所述第三开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第三开关模块进行导通;
所述第一涌流抑制器和所述第二涌流抑制器分别用于所述变压器模块空载充电时进行工作,以抑制变压器励磁涌流;所述第一涌流抑制器与所述第二涌流抑制器中至多只有一项处于工作状态;
所述第一切换模块用于接收第一控制信号,并根据所述第一控制信号相应控制所述第二同期装置工作或者控制所述第一涌流抑制器工作;
所述第二切换模块用于接收第二控制信号,并根据所述第二控制信号相应控制所述第三同期装置工作或者控制所述第二涌流抑制器工作。
本发明实施例的第二方面提供了一种上述的输电系统的输电方法,所述输电系统包括至少两条母线,所述输电方法包括:
采用所述第一同期装置检测到所述第一开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第一开关模块进行导通;采用所述第二同期装置检测到所述第二开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第二开关模块进行导通;采用所述第三同期装置检测到所述第三开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第三开关模块进行导通;
采用所述第一涌流抑制器和所述第二涌流抑制器分别当所述变压器模块空载充电时进行工作,以抑制变压器励磁涌流;所述第一涌流抑制器与所述第二涌流抑制器中至多只有一项处于工作状态;
采用所述第一切换模块接收所述第一控制信号,并根据所述第一控制信号相应控制所述第二同期装置工作或者控制所述第一涌流抑制器工作;
采用所述第二切换模块接收所述第二控制信号,并根据所述第二控制信号相应控制所述第三同期装置工作或者控制所述第二涌流抑制器工作。
上述的一种基于二分之三接线方式的输电系统及其输电方法通过第一切换模块控制第二同期装置或控制第一涌流抑制器工作,和通过第二切换模块控制第三同期装置或控制第二涌流抑制器工作,从而当输电系统中的两个配电单元需要进行功率交换时,通过第一涌流抑制器或者第二涌流抑制器抑制变压器模块启动瞬间产生的励磁涌流,解决了传统的电力传输技术方案中存在合闸时由于联络变压器产生高次谐波而导致的联络变压器本身的电流量保护运行不可靠和输电系统中的其他设备由于受到谐波干扰而无法正常工作的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种基于二分之三接线方式的输电系统的结构示意图;
图2为图1所示的输电系统中的第二同期装置、第一切换模块、第二同期装置以及第一涌流抑制器之间的电性连接的示例电路图;
图3为本发明另一实施例提供的基于上述输电系统的输电方法的具体流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,为本发明一实施例提供的一种基于二分之三接线方式的输电系统的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
本发明提供了一种基于二分之三接线方式的输电系统,包括至少两条母线和至少两个配电单元(图1采用01和02表示两个配电单元),配电单元之间有变压器模块300进行连接。每个配电单元均包括第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第一同期装置、第二同期装置、第三同期装置、第一涌流抑制器、第二涌流抑制器、第一切换模块以及第二切换模块。
下面以其中一个配电单元01为例进行说明,配电单元01包括第一开关模块10、第二开关模块20、第三开关模块30、第一同期装置40、第二同期装置50、第三同期装置60、第一涌流抑制器70、第二涌流抑制器80、第一切换模块90以及第二切换模块100。
其中,第一开关模块10、第二开关模块20以及第三开关模块30依次串接在两条母线(图1采用第一母线和第二母线表示)之间;第二开关模块20与第三开关模块30之间的引出线连接变压器模块300;第一同期装置40、第二同期装置50以及第三同期装置60分别连接第一开关模块10、第二开关模块20以及第三开关模块30;第一涌流抑制器70和第二涌流抑制器80分别连接第二开关模块20和第三开关模块30;第二同期装置50和第二涌流抑制器80连接第一切换模块90;第三同期装置60和第二涌流抑制器80连接第二切换模块100。
具体地,当两个配电单元(例如图1所示的配电单元01和配电单元02)之间需要进行功率分配时,需启动变压器模块300连接两个配电单元。
第一同期装置40用于检测到第一开关模块10的两端的电信号参数相同时,控制第一开关模块10进行导通;第二同期装置50用于检测到第二开关模块20的两端的电信号参数相同时,控制第二开关模块20进行导通;第三同期装置60用于检测到第三开关模块30的两端的电信号参数相同时,控制第三开关模块30进行导通。其中,电信号参数是指第一开关模块10、第二开关模块20或者第三开关模块30两端的电信号的电压、频率、相序以及相位等参数。
具体地,当第一开关模块10两端都有电源时,则第一开关模块10需要同期合闸,即只有当第一开关模块10两侧电源的电压和频率相等、相序和相位相同时,第一开关模块10才能导通。第一同期装置40与第一开关模块10连接,用于检测第一开关模块10两侧电源的电压、频率是否相等,相序和相位是否相同,并当电压和频率相等、相序和相位相同时,控制第一开关模块10进行合闸,由此避免了不同期合闸而导致的冲击电流过大、第一开关模块10自动跳闸的问题。同理的,第二同期装置50工作时,检测第二开关模块20两侧电源的电压、频率是否相等,相序和相位是否相同;第三同期装置60工作时,检测第三开关模块30两侧电源的电压、频率是否相等,相序和相位是否相同。
第一涌流抑制器70和第二涌流抑制器80分别用于变压器模块300空载充电时进行工作,以抑制励磁涌流;第一涌流抑制器70与第二涌流抑制器80中至多只有一项处于工作状态。
具体的,当两个配电单元(例如图1所示的配电单元01和配电单元02)需要进行功率分配时,需要通过变压器模块300进行连接,由于变压器模块300上一次工作时剩下的磁通(剩磁),会导致变压器模块300下一次工作时产生励磁涌流。因此需引入第一涌流抑制器70或者第二涌流抑制器80,以抑制变压器模块300产生的励磁涌流,避免励磁涌流影响变压器模块300以及输电系统中的其他设备的正常工作。
第一涌流抑制器70与第二涌流抑制器80中至多只有一项处于工作状态,具体是指当第一涌流抑制器70工作时,第二涌流抑制器80不工作,第二切换模块100切换到第三同期装置60;第二涌流抑制器80工作时,第一涌流抑制器70不工作,第一切换模块90切换到第二同期装置50;此外,第一涌流抑制器70和第二涌流抑制器80可同时不工作,即第一切换模块90切换到第二同期装置50,第二切换模块100切换到第三同期装置60,此时变压器模块300不工作,配电单元01内的第一母线、第一开关模块10、第二开关模块20、第三开关模块30以及第二母线之间进行合环运行。
因此,通过第一切换模块90控制第二同期装置50或第一涌流抑制器70工作、第二切换模块100控制第三同期装置60或第二涌流抑制器80工作,确保了输电系统的灵活性,且能够避免在变压器模块300工作时产生励磁涌流,可靠性高。
第一切换模块90用于接收第一控制信号,并根据第一控制信号相应控制第二同期装置50工作或者控制第一涌流抑制器70工作。
第二切换模块100用于接收第二控制信号,并根据第二控制信号相应控制第三同期装置60工作或者控制第二涌流抑制器80工作。
上述的一种基于二分之三接线方式的输电系统,通过第一切换模块90控制第二同期装置50或控制第一涌流抑制器70工作,和通过第二切换模块100控制第三同期装置60或控制第二涌流抑制器80工作,从而当输电系统中的两个配电单元需要进行功率交换时,通过第一涌流抑制器70或者第二涌流抑制器80抑制变压器模块300启动瞬间产生的励磁涌流,解决了传统的电力传输技术方案中存在合闸时由于联络变压器产生高次谐波而导致的联络变压器本身的电流量保护运行不可靠和输电系统中的其他设备由于受到谐波干扰而无法正常工作的问题。
在一可选实施例中,上述的第一开关模块10、第二开关模块20以及第三开关模块30分别采用第一断路器、第二断路器以及第三断路器实现。
在一可选实施例中,上述的第一切换模块90和第二切换模块100均采用多节点的万能转换开关实现。具体地,第一切换模块90所采用的多节点的万能转换开关与第二同期装置50和第一涌流抑制器70连接,根据接收到的第一控制信号相应控制第二同期装置50或者第一涌流抑制器70工作;第二切换模块100所采用的多节点的万能转换开关与第三同期装置60和第二涌流抑制器80连接,根据接收到的第二控制信号相应控制第三同期装置60或者第二涌流抑制器80工作。
在一可选实施例中,上述的变压器模块300采用联络变压器实现。
在一可选实施例中,上述的输电系统还包括控制模块。
控制模块与第一切换模块90以及第二切换模块100连接,用于输出第一控制信号给第一切换模块90,以及输出第二控制信号给第二切换模块100,以控制第一切换模块90和第二切换模块100工作。
在一可选实施例中,上述的输电系统还包括电源模块400。电源模块400与第一涌流抑制器70及第二涌流抑制器80连接,用于对第一涌流抑制器70和第二涌流抑制器80提供直流电信号,以供第一涌流抑制器70和第二涌流抑制器80工作。
请参阅图2,为图1所示的输电系统中的第二同期装置、第一切换模块、第二同期装置以及第一涌流抑制器之间的电性连接的示例电路图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
图2示出了第二同期装置50、第一切换模块90、第二同期装置50以及第一涌流抑制器70之间的电性连接关系;当然,也可将图2看成是示出了第三同期装置60、第二切换模块100、第三同期装置60以及第二涌流抑制器80之间的电性连接关系)。下面对图2电路的工作过程进行详细分析:
第二同期装置50设置在后台,第二开关模块20设置在断路器汇控柜内,第一涌流抑制器70与第一切换模块90连接,第一切换模块90采用多节点的万能转换开关实现。当后台进行“启动合闸”操作时,第一切换模块90接收控制模块输出的第一控制信号,第一控制信号有两种类型,一种是命令将第一涌流抑制器70接入的,另一种是命令将第二同期装置50接入的。
若第一控制信号是命令将第一涌流抑制器70接入的信号,则第一切换模块90控制多节点的万能转换开关的1、2、3以及4触点接入电路,此时第一涌流抑制器70的合闸引脚(图3采用JK4-16和JK5-4表示)接入电路,第一涌流抑制器70工作,第二同期装置50不工作。具体地,第一涌流抑制器70内部的两个合闸开关(图3采用JK3-2和JK3-1表示其中一个合闸开关的两个触点,采用JK4-1和JK4-2表示另一个合闸开关的两个触点)闭合导通,这两个合闸开关的引出线连接断路器汇控柜内的第二开关模块20,合闸开关闭合时,第二开关模块20的合闸过程由第一涌流抑制器70控制,以抑制励磁涌流。
若第一控制信号是命令将第二同期装置50接入的信号,则第一切换模块90控制多节点的万能转换开关的13、14、15以及16触点接入电路,此时第一涌流抑制器70的合闸引脚没有接入电路,第一涌流抑制器70的两个合闸开关处于断开的状态,由后台的第二同期装置50直接控制断路器汇控柜内的第二开关模块20工作。
请参阅图3,为本发明另一实施例提供的基于上述输电系统的输电方法的具体流程图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
一种基于上述的输电系统的输电方法,包括:
S01:采用第一同期装置40检测到第一开关模块10的两端的电信号参数相同时,控制第一开关模块10进行导通;采用第二同期装置50检测到第二开关模块20的两端的电信号参数相同时,控制第二开关模块20进行导通;采用第三同期装置60检测到第三开关模块30的两端的电信号参数相同时,控制第三开关模块30进行导通。
具体地,电信号参数是指第一开关模块10、第二开关模块20或者第三开关模块30两端的电信号的电压、频率、相序以及相位等参数。
S02:采用第一涌流抑制器70和第二涌流抑制器80分别当变压器模块300空载充电时进行工作,以抑制励磁涌流;第一涌流抑制器70与第二涌流抑制器80中至多只有一项处于工作状态。
S03:采用第一切换模块90接收第一控制信号,并根据第一控制信号相应控制第二同期装置50工作或者控制第一涌流抑制器70工作。
S04:采用第二切换模块100接收第二控制信号,并根据第二控制信号相应控制第三同期装置60工作或者控制第二涌流抑制器80工作。
具体地,通过第一切换模块90和第二切换模块100的工作,本发明提供的输电方法可以选择以下三种输电方式:
第一种,采用第一同期装置40检测第一开关模块10的两端的电信号的参数相同时,控制所述第一开关模块10进行合闸;采用第一涌流抑制器70控制第二开关模块20工作;采用第三同期装置60检测到第三开关模块30的两端的电信号的参数相同时,控制第三开关模块30进行合闸。
第二种,采用第一同期装置40检测第一开关模块10的两端的电信号的参数相同时,控制所述第一开关模块10进行合闸,采用第二涌流抑制器80控制第三开关模块30工作;采用第二同期装置50检测到第二开关模块20的两端的电信号的参数相同时,控制第二开关模块20进行合闸。
第三种,采用第一同期装置40检测第一开关模块10的两端的电信号的参数相同时,控制所述第一开关模块10进行合闸;采用第二同期装置50检测到第二开关模块20的两端的电信号的参数相同时,控制第二开关模块20进行合闸;并且采用第三同期装置60检测到第二开关模块20的两端的电信号的参数相同时,控制第三开关模块30进行合闸。
因此,通过第一切换模块90控制第二同期装置50或第一涌流抑制器70工作、第二切换模块100控制第三同期装置60或第二涌流抑制器80工作,确保了输电系统的灵活性,且能够避免在变压器模块300工作时产生励磁涌流,可靠性高。
在一可选实施例中,上述的输电方法还包括:
S05:采用电源模块400对第一涌流抑制器70以及第二涌流抑制器80提供直流电信号。
在一可选实施例中,上述的输电方法还包括:
S06:采用控制模块输出第一控制信号和第二控制信号,以控制第一切换模块90和第二切换模块100工作。
综上所述,上述的一种基于二分之三接线方式的输电系统及其输电方法通过第一切换模块控制第二同期装置或控制第一涌流抑制器工作,和通过第二切换模块控制第三同期装置或控制第二涌流抑制器工作,从而当输电系统中的两个配电单元需要进行功率交换时,通过第一涌流抑制器或者第二涌流抑制器抑制变压器模块启动瞬间产生的励磁涌流,解决了传统的电力传输技术方案中存在合闸时由于联络变压器产生高次谐波而导致的联络变压器本身的电流量保护运行不可靠和输电系统中的其他设备由于受到谐波干扰而无法正常工作的问题;此外,通过第一切换模块控制第二同期装置或第一涌流抑制器工作、第二切换模块控制第三同期装置或第二涌流抑制器工作,使输电系统具备三种输电方式,确保了输电系统的灵活性。
在本文对各种系统和方法描述了各种实施方式。阐述了很多特定的细节以提供对如在说明书中描述的和在附图中示出的实施方式的总结构、功能、制造和使用的彻底理解。然而本领域中的技术人员将理解,实施方式可在没有这样的特定细节的情况下被实施。在其它实例中,详细描述了公知的操作、部件和元件,以免使在说明书中的实施方式难以理解。本领域中的技术人员将理解,在本文和所示的实施方式是非限制性例子,且因此可认识到,在本文公开的特定的结构和功能细节可以是代表性的且并不一定限制实施方式的范围。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于二分之三接线方式的输电系统,包括至少两条母线,其特征
在于,所述输电系统还包括至少两个配电单元,所述配电单元之间有变压器模块进行连接;
每个所述配电单元均包括:
第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第一同期装置、第二同期装置、第三同期装置、第一涌流抑制器、第二涌流抑制器、第一切换模块以及第二切换模块;
所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述第三开关模块依次串接在所述母线之间;所述第二开关模块与所述第三开关模块之间的引出线连接所述变压器模块;所述第一同期装置、所述第二同期装置以及所述第三同期装置分别连接所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述第三开关模块;所述第一涌流抑制器和第二涌流抑制器分别连接所述第二开关模块和所述第三开关模块;所述第二同期装置和所述第一涌流抑制器连接所述第一切换模块;所述第三同期装置和所述第二涌流抑制器连接所述第二切换模块;
所述第一同期装置用于检测到所述第一开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第一开关模块进行导通,所述第一开关模块的两端的电信号参数包括所述第一开关模块两侧电源的电压、频率、相序及相位;所述第二同期装置用于检测到所述第二开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第二开关模块进行导通,所述第二开关模块的两端的电信号参数包括所述第二开关模块两侧电源的电压、频率、相序及相位;所述第三同期装置用于检测到所述第三开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第三开关模块进行导通,所述第三开关模块的两端的电信号参数包括所述第三开关模块两侧电源的电压、频率、相序及相位;
所述第一涌流抑制器和所述第二涌流抑制器分别用于所述变压器模块空载充电时进行工作,以抑制励磁涌流;所述第一涌流抑制器与所述第二涌流抑制器中至多只有一项处于工作状态;
所述第一切换模块用于接收第一控制信号,并根据所述第一控制信号相应控制所述第二同期装置工作或者控制所述第一涌流抑制器工作;
所述第二切换模块用于接收第二控制信号,并根据所述第二控制信号相应控制所述第三同期装置工作或者控制所述第二涌流抑制器工作。
2.如权利要求1所述的输电系统,其特征在于,所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述第三开关模块分别采用第一断路器、第二断路器以及第三断路器实现。
3.如权利要求1所述的输电系统,其特征在于,所述第一切换模块和所述第二切换模块均采用多节点的万能转换开关实现。
4.如权利要求1所述的输电系统,其特征在于,所述变压器模块采用联络变压器实现。
5.如权利要求1所述的输电系统,其特征在于,还包括:
与所述第一切换模块以及所述第二切换模块连接,用于输出所述第一控制信号和所述第二控制信号,以控制所述第一切换模块和所述第二切换模块工作的控制模块。
6.一种基于权利要求1所述的输电系统的输电方法,所述输电系统包括至少两条母线,其特征在于,所述输电方法包括:
采用所述第一同期装置检测到所述第一开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第一开关模块进行导通;采用所述第二同期装置检测到所述第二开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第二开关模块进行导通;采用所述第三同期装置检测到所述第三开关模块的两端的电信号参数相同时,控制所述第三开关模块进行导通;
采用所述第一涌流抑制器和所述第二涌流抑制器分别当所述变压器模块空载充电时进行工作,以抑制励磁涌流;所述第一涌流抑制器与所述第二涌流抑制器中至多只有一项处于工作状态;
采用所述第一切换模块接收所述第一控制信号,并根据所述第一控制信号相应控制所述第二同期装置工作或者控制所述第一涌流抑制器工作;
采用所述第二切换模块接收所述第二控制信号,并根据所述第二控制信号相应控制所述第三同期装置工作或者控制所述第二涌流抑制器工作。
7.如权利要求6所述的输电方法,其特征在于,还包括:
采用电源模块对所述第一涌流抑制器以及所述第二涌流抑制器提供直流电信号。
8.如权利要求6所述的输电方法,其特征在于,还包括:
采用控制模块输出所述第一控制信号和所述第二控制信号,以控制所述第一切换模块和所述第二切换模块工作。
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