CN110208630A - 一种配电网真型试验平台 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种配电网真型试验平台，包括380V转10kV升压系统、真型线路模块、电压互感器、能馈式电子负载柜、10kV转380V降压变压器、高压无功补偿装置、单相接地系统、中性点测试系统以及新能源馈入系统。本申请公开的配电网真型试验平台，能够通过真实配电网的系统级实证测试，展开配电网实际问题的试验分析，系统性的对配电网各类型技术及产品设备进行测试。
Description
技术领域
本申请涉及配电网技术领域，尤其涉及一种配电网真型试验平台。
背景技术
电力系统中开展真型试验是指利用真实的电力设备，重现现场真实环境所开展的实证测试试验。真型试验避免了传统试验方法中所存在的模型设计和参数设置造成的误差，能在短期内重现真实的运行、故障场景，记录完整的试验现象和数据，而且不影响用户供电。
目前，配电网真型试验平台多数是通过单体产品，实现部分功能验证。随着配电网自动化覆盖率的提高，配电网测试需求变大，亟需一种真型试验平台，能够系统性的对配电网各类型技术及产品设备进行测试。
发明内容
为了能够系统性地对配电网各类型技术及产品设备进行测试，本申请通过以下实施例公开了一种配电网真型试验平台。
本申请公开了一种配电网真型试验平台，包括：380V转10kV升压系统1、真型线路模块2、电压互感器3、能馈式电子负载柜4、10kV转380V降压变压器5、高压无功补偿装置6、单相接地系统7、中性点测试系统8以及新能源馈入系统9；
其中，所述真型线路模块2包括6回10kV公里级出线，所述6回10kV公里级出线包括：2回真型实体纯电缆出线21、2回纯架空出线22和2回电缆架空混合出线23；
所述6回10kV公里级出线均为中间开断；
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，分别接入电缆分接箱24。
可选的，所述380V转10kV升压系统1包括380V低压配电柜11以及380V转10kV升压变压器12；
所述380V转10kV升压系统1用于将低压进线380V转换为10kV试验电源。
可选的，所述10kV试验电源经电缆引入10间隔环网柜，所述10间隔环网柜用于连接所述真型线路模块2、所述电压互感器3、所述高压无功补偿装置6以及所述中性点测试系统8；
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，组合接入所述电缆分接箱24以及8间隔环网柜；
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，分别预留配电台区接口；
所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处，分别预留所述配电台区接口。
可选的，
所述2回真型实体纯电缆出线21为中间开断，末端置于室内固定位置；
所述2回纯架空出线(22)包括真型实体部分以及集总参数等效部分；所述2回纯架空出线22的室内、室外部分采用电缆连接过渡；所述2回纯架空出线22为中间开断，末端置于室内固定位置；
所述2回电缆架空混合出线23包括架空段以及电缆段；所述架空段包括真型实体部分以及集总参数等效部分，所述电缆段为真型实体；所述2回电缆架空混合出线23的室内、室外部分采用电缆连接过渡；所述2回电缆架空混合出线23为中间开断，末端置于室内固定位置。
可选的，所述能馈式电子负载柜4包括低压负载及能量回收装置。
可选的，所述高压无功补偿装置6为1组兼具感性及容性负载功能以及电流源谐波功能的10kV高压无功补偿装置；
所述高压无功补偿装置6对外引出电缆，接于所述6回10kV公里级出线末端处的电缆分接箱24上。
可选的，所述配电网真型试验平台包括两组所述单相接地系统7，其中1组置于室内，另外1组置于所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处；
所述单相接地系统7内置瞬时电弧接地模型71、电缆绝缘击穿模型72、金属性接地模型73、过渡电阻接地模型74以及模拟地面情况模型75；
所述单相接地系统7对外引出电缆，接于所述6回10kV公里级出线末端处的电缆分接箱24上，或者接于所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处。
可选的，所述中性点测试系统8包括Z型接地变压器81；
所述Z型接地变压器81的中性点处设置有消弧线圈82、小电阻83以及有源补偿试验装置84。
可选的，所述新能源馈入系统9由新能源设备组成；
所述新能源设备通过10kV/380V三相或单相变压器的低压侧，接于所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处的电缆分接箱24处以及所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处。
可选的，所述配电网真型试验平台还包括1组4间隔环网柜；
所述1组4间隔环网柜用于连接所述10kV转380V降压变压器5、所述高压无功补偿装置6以及所述6回10kV公里级出线末端处的电缆分接箱24。
本申请实施例公开了一种配电网真型试验平台，包括380V转10kV升压系统、真型线路模块、电压互感器、能馈式电子负载柜、10kV转380V降压变压器、高压无功补偿装置、单相接地系统、中性点测试系统以及新能源馈入系统。本申请公开的配电网真型试验平台，能够通过真实配电网的系统级实证测试，展开配电网实际问题的试验分析，系统性的对配电网各类型技术及产品设备进行测试。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种配电网真型试验平台的结构示意图；
图2为本申请实施例公开的一种配电网真型试验平台中，真型线路模块的结构示意图；
图3为本申请实施例公开的一种配电网真型试验平台中，单相接地系统的结构示意图；
图4为本申请实施例公开的一种配电网真型试验平台中，中性点测试系统的结构示意图。
具体实施方式
为了能够系统性地对配电网各类型技术及产品设备进行测试，本申请通过以下实施例公开了一种配电网真型试验平台。
参见图1所示，本申请实施例公开的一种配电网真型试验平台，包括：380V转10kV升压系统1、真型线路模块2、电压互感器(PT)3、能馈式电子负载柜4、10kV转380V降压变压器5、高压无功补偿装置6、单相接地系统7、中性点测试系统8以及新能源馈入系统9。
其中，参见图2所示，所述真型线路模块2包括6回10kV公里级出线。
所述6回10kV公里级出线包括：2回真型实体纯电缆出线21、2回纯架空出线22和2回电缆架空混合出线23。
所述6回10kV公里级出线用于模拟配电网中真实的10kV线路，模拟长度可达公里级。所述6回10kV公里级出线均为中间开断，通过在线路的中间部位安装开关来控制线路的通断，能够实现各种排列组合，组合线路的各种长度。所述6回10kV公里级出线沿线全部采用光纤通信。
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，分别接入电缆分接箱24，所述电缆分接箱24为一体式6回电缆分接箱。通过电缆分接箱，可以对6回10kV公里级出线实施分接、分支、接续及转换电路。在一种实现方式中，可使用1组8间隔环网柜(1进，6出，1PT)，替换6回10kV公里级出线末端处的电缆分接箱24。这种情况下，使用开关进行分合，可组合出数十种不同接线工况，例如1组进线分2组出线，或者分3组出线，或者分4组出线，或者分5组出线，或者分6组出线；2组进线分3组出线，或者分4组出线，或者分5组出线，或者分6组出线；3组进线分4组出线，或者分5组出线，或者分6组出线等。
本申请实施例公开了一种配电网真型试验平台，包括380V转10kV升压系统、真型线路模块、电压互感器、能馈式电子负载柜、10kV转380V降压变压器、高压无功补偿装置、单相接地系统、中性点测试系统以及新能源馈入系统。本申请公开的配电网真型试验平台，能够通过真实配电网的系统级实证测试，展开配电网实际问题的试验分析，系统性的对配电网各类型技术及产品设备进行测试。
进一步的，所述380V转10kV升压系统1包括380V低压配电柜11以及380V转10kV升压变压器12。
所述380V转10kV升压系统1用于将低压进线380V转换为10kV试验电源。具体的，配电房提供的低压，经由380V低压配电柜11引入380V转10kV升压变压器12中进行升压，转换为10kV试验电源。其中，380V转10kV升压变压器12为380转10kV有载调压10kV低阻抗油配变。
进一步的，所述10kV试验电源经电缆引入10间隔环网柜(1进，9出)，所述10间隔环网柜用于连接所述真型线路模块2、所述电压互感器3、所述高压无功补偿装置6以及所述中性点测试系统8。
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，组合接入电缆分接箱24以及8间隔环网柜。
在一种实现方式中，可根据实际应用需求，在6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，组合式的接入电缆分接箱以及环网柜。通过环网柜与电缆分接箱24的任意组合布置，构建多分支辐射、以及复杂环网型的线路结构，并利用6回10kV公里级出线沿线的全光纤通讯条件，开展FTU、DTU、TTU，故障指示器，包含柱上断路器，以及后台配电自动化系统，终端、系统全方面的功能性能测试验证，并能提供真型实际线路的复杂接地故障工况配合条件。
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，预留配电台区接口，所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处预留所述配电台区接口。预留的配电台区接口用于根据试验需要，随机接入配变低压台区，开展380V/220V无功电压谐波治理性能验证。其中，4回户外架空导线是指：2回纯架空出线22和2回电缆架空混合出线23中所包含的2回架空出线。
进一步的，所述2回真型实体纯电缆出线21为中间开断，末端置于室内固定位置。其中，每回真型实体纯电缆出线的长度约为1km。
所述2回纯架空出线22包括真型实体部分以及集总参数等效部分，其中，所述集中参数等效部分采用集总参数对真实线路进行等效。具体的，参见图2所示，通过设置两组集总参数柜：10km集总参数柜(A)以及20km集总参数柜(B)，分别对2回纯架空出线22的10km距离段以及20km距离段进行等效。所述2回纯架空出线22的室内、室外部分采用电缆连接过渡。所述2回纯架空出线22的真型实体部分为在室外布设的长约120m的2回水泥杆户外架空，包括1回真型实体架空绝缘线路以及1回真型实体架空裸线路。所述2回纯架空出线22为中间开断，末端置于室内固定位置。
所述2回电缆架空混合出线23包括架空段以及电缆段；所述架空段包括真型实体部分以及集总参数等效部分。参见图2所示，通过一组集总参数柜：20km集总参数柜(B)，对架空段的20km距离段进行等效。所述电缆段为真型实体，实际长度为0.5km。所述2回电缆架空混合出线23的室内、室外部分采用电缆连接过渡。所述架空段的真型实体部分为在室外布设的长约120m的2回水泥杆户外架空，包括1回真型实体架空绝缘线路以及1回真型实体架空裸线路。所述2回电缆架空混合出线23为中间开断，具体开断点为架空电缆连接处，所述2回电缆架空混合出线23的末端置于室内固定位置。
进一步的，所述能馈式电子负载柜4包括低压负载及能量回收装置。
能馈式电子负载柜4整体上为380V变10kV变380V的闭循环，兼具10kV试验系统的低压负载及10kV系统的能量回收装置。具体的，通过从380V低压配电柜11引出380V低压电缆，连接至380V能馈式电子负载柜4，再经1组10kV转380V降压变压器5连接至任意一回10kV公里级出线中间、末端的电缆分接箱24上，实现能量循环利用，开展诸如三项不平衡，框架或塑壳断路器温升、开断、低压无功谐波治理等性能验证。
进一步的，所述高压无功补偿装置6为1组兼具感性及容性负载功能以及电流源谐波功能的10kV高压无功补偿装置。
所述高压无功补偿装置6对外引出电缆，接于真型线路模块2中任意一回10kV公里级出线末端的电缆分接箱24上。
进一步的，所述配电网真型试验平台包括两组所述单相接地系统7，其中1组置于室内，另外1组置于所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处。其中，4回户外架空导线是指：2回纯架空出线22和2回电缆架空混合出线23中所包含的2回架空出线。
参见图3所示，所述单相接地系统7内置瞬时电弧接地模型71、电缆绝缘击穿模型72、金属性接地模型73、过渡电阻接地模型74以及模拟地面情况模型75。其中，模拟地面情况模型75可对水、草、水泥、柏油以及土壤等地面情况进行模拟。
所述单相接地系统7对外引出1相电缆，接于真型线路模块2中任意一回10kV公里级出线末端的电缆分接箱24的其中1相，或者接于所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线任意一回的其中1相。单相接地系统7可以用于开展接地安全分析等研究。
进一步的，所述中性点测试系统8包括Z型接地变压器81，所述Z型接地变压器81设置在10kV母线上，所述10kV母线从380V转10kV升压系统1处引出。
参见图4所示，所述Z型接地变压器81的中性点处分别通过开关连接有消弧线圈82、小电阻83以及有源补偿试验装置84。通过闭合相应的开关，可模拟各种接地情况进行测试验证。
进一步的，所述新能源馈入系统9由新能源设备组成，例如小型光伏、模拟风机以及充电桩等设备。
所述新能源设备通过10kV/380V三相或单相变压器的低压侧，接于所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处的电缆分接箱24处以及所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处。具体操作时，在6回10kV公里级出线中间、末端的电缆分接箱24以及4回户外架空线路处，接入10kV/380V三相或单相变压器，在变压器的低压侧接入新能源设备，组成新能源馈入系统9。通过新能源馈入系统9，可实现上网开展相关模拟真实工况的中低压网络级测试。
进一步的，所述配电网真型试验平台还包括1组4间隔环网柜(1进，2出，1PT)。
所述1组4间隔环网柜用于连接所述10kV转380V降压变压器5、所述高压无功补偿装置6以及所述真型线路模块2中任意一回10kV公里级出线末端处的电缆分接箱24，使得10kV无功补偿及380V能量馈入，能够分布或集中，变换方案多样化。
本申请实施例公开的配电网真型试验平台可应用于类似云南电网这样的高原中性点非有效接地的配电网系统中。目前，云南电网10kV中性点改造涉及352个站，588段母线，其中203段采用小电阻接地方式。在此变动下，已实施的改动已经暴露出诸多问题，同时，云南的高原环境增加了故障复杂度。因此，迫切需要有相对真实的网络系统，针对配电网开展分析还原。
本申请实施例公开的配电网真型试验平台，考虑云南地域实际，在已有单品测试、网络计算能力基础上，重点针对配网可靠性和电压两个核心关键指标，从技术维度通过系统级实证测试，实现对配网各类型技术及产品的测试，以及配网实际问题的试验分析，在解决科研、生产、品控以及从根本上发现问题、解决问题、预防问题等方面具有重要作用和意义。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种配电网真型试验平台，其特征在于，包括：380V转10kV升压系统(1)、真型线路模块(2)、电压互感器(3)、能馈式电子负载柜(4)、10kV转380V降压变压器(5)、高压无功补偿装置(6)、单相接地系统(7)、中性点测试系统(8)以及新能源馈入系统(9)；
其中，所述真型线路模块(2)包括6回10kV公里级出线，所述6回10kV公里级出线包括：2回真型实体纯电缆出线(21)、2回纯架空出线(22)和2回电缆架空混合出线(23)；
所述6回10kV公里级出线均为中间开断；
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，分别接入电缆分接箱(24)。
2.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述380V转10kV升压系统(1)包括380V低压配电柜(11)以及380V转10kV升压变压器(12)；
所述380V转10kV升压系统(1)用于将低压进线380V转换为10kV试验电源。
3.根据权利要求2所述的平台，其特征在于，所述10kV试验电源经电缆引入10间隔环网柜，所述10间隔环网柜用于连接所述真型线路模块(2)、所述电压互感器(3)、所述高压无功补偿装置(6)以及所述中性点测试系统(8)；
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，组合接入所述电缆分接箱(24)以及8间隔环网柜；
所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处，分别预留配电台区接口；
所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处，分别预留所述配电台区接口。
4.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，
所述2回真型实体纯电缆出线(21)为中间开断，末端置于室内固定位置；
所述2回纯架空出线(22)包括真型实体部分以及集总参数等效部分；所述2回纯架空出线(22)的室内、室外部分采用电缆连接过渡；所述2回纯架空出线(22)为中间开断，末端置于室内固定位置；
所述2回电缆架空混合出线(23)包括架空段以及电缆段；所述架空段包括真型实体部分以及集总参数等效部分，所述电缆段为真型实体；所述2回电缆架空混合出线(23)的室内、室外部分采用电缆连接过渡；所述2回电缆架空混合出线(23)为中间开断，末端置于室内固定位置。
5.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述能馈式电子负载柜(4)包括低压负载及能量回收装置。
6.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述高压无功补偿装置(6)为1组兼具感性及容性负载功能以及电流源谐波功能的10kV高压无功补偿装置；
所述高压无功补偿装置(6)对外引出电缆，接于所述6回10kV公里级出线末端处的电缆分接箱(24)上。
7.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述配电网真型试验平台包括两组所述单相接地系统(7)，其中1组置于室内，另外1组置于所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处；
所述单相接地系统(7)内置瞬时电弧接地模型(71)、电缆绝缘击穿模型(72)、金属性接地模型(73)、过渡电阻接地模型(74)以及模拟地面情况模型(75)；
所述单相接地系统(7)对外引出电缆，接于所述6回10kV公里级出线末端处的电缆分接箱(24)上，或者接于所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处。
8.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述中性点测试系统(8)包括Z型接地变压器(81)；
所述Z型接地变压器(81)的中性点处设置有消弧线圈(82)、小电阻(83)以及有源补偿试验装置(84)。
9.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述新能源馈入系统(9)由新能源设备组成；
所述新能源设备通过10kV/380V三相或单相变压器的低压侧，接于所述6回10kV公里级出线的中间开断处以及末端处的电缆分接箱(24)处以及所述6回10kV公里级出线中的4回户外架空导线处。
10.根据权利要求1所述的平台，其特征在于，所述配电网真型试验平台还包括1组4间隔环网柜；
所述1组4间隔环网柜用于连接所述10kV转380V降压变压器(5)、所述高压无功补偿装置(6)以及所述6回10kV公里级出线末端处的电缆分接箱(24)。
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