CN111431177A - 一种配电网负荷转移装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电网技术领域，具体涉及一种配电网负荷转移装置及方法，单相拓扑包括两条并联支路，一条支路包括负荷转移器以及负荷转移器两侧的第二开关和第三开关，第二、第三开关分别连接两侧电源与负荷转移器；负荷转移器两侧另附有一条支路，其上设置有第一开关。该装置能够保证负荷转移过程中无电源中断和电压波动，提高了供电可靠性。其容量要求小，结构紧凑，成本低。使用成熟的变压器技术和有载调压开关，原理步骤清晰，可靠性高，用户易于接受。

Description

一种配电网负荷转移装置及方法

技术领域

本发明属于配电网技术领域，尤其涉及一种配电网负荷转移装置及方法。

背景技术

目前，在配电网在运行过程中，往往需要将负荷从双电源同时供电方式变成所有负荷仅由单电源供电方式，例如对某段母线主变的检修等，如图1。由于双电源电压存在相位和幅值差异，根据国家标准电压差异通常在5％以内，在负荷转移过程中，不能将两个电源同时短接。若先将退出电源切断，再把其负荷投入另外的电源，则存在短时中断对待转移负荷的供电，降低了供电可靠性。如果将待转移负荷一个一个地转移到另外的电源，则操作繁杂，也存在对转移用户的短时供电。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于负荷转移器与三个开关组合的配电网负荷转移装置及转移方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种配电网负荷转移装置，单相拓扑包括两条并联支路，一条支路包括负荷转移器以及负荷转移器两侧的第二开关和第三开关，第二、第三开关分别连接两侧电源与负荷转移器；负荷转移器两侧另附有一条支路，其上设置有第一开关。

一种配电网负荷转移装置的方法，将第一供电电源A侧负荷转移至第二供电电源B侧，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、配电网负荷转移装置中，闭合第三开关，第二供电电源与负荷转移器相连，第一、第二开关断开，通过调节负荷转移器中有载调压开关，获得与A侧电压幅值相位均相等的电压，A侧负荷接受第一供电电源供电；

步骤2、闭合第二、第三开关，第一开关断开，使第一供电电源、第二供电电源通过调节后的负荷转移器相连，实现负荷转移器将第一、第二供电电源并联，负荷无电压波动；

步骤3、断开第一供电电源，A侧负荷通过负荷转移器由第二供电电源供电，在规定时间内调节负荷转移器有载调压开关，改变负荷转移器上的电压至0，且保持A侧负荷上电压幅值不变，仅改变相位；

步骤4、当负荷转移器上的电压为0时，闭合第一开关，A侧负荷由第二供电电源直接供电；

步骤5、断开第二、第三开关，A侧负荷和B侧负荷通过第一开关由第二供电电源E2供电。

本发明的有益效果：1.能够保证负荷转移过程中无电源中断和电压波动，提高了供电可靠性。

2.负荷转移器工作时间短(数十秒左右)，其容量要求小，结构紧凑，成本低。

3.使用成熟的变压器技术和有载调压开关，原理步骤清晰，可靠性高，用户易于接受。

附图说明

图1是现有技术的双电源系统电路图；

图2是本发明一个实施例双电源系统中的负荷转移装置结构图；

图3是本发明一个实施例双电源系统中的负荷转移装置第三开关闭合时结构图；

图4是本发明一个实施例双电源系统中的负荷转移装置第一电源与第二电源并联结构图；

图5是本发明一个实施例双电源系统中的负荷转移装置A侧负荷通过负荷转移器由第二电源短暂供电结构图；

图6是本发明一个实施例双电源系统中的负荷转移装置A侧负荷通过第一开关直接并入B侧母线供电结构图；

图7是本发明一个实施例双电源系统中的负荷转移装置A侧负荷和B侧负荷通过第一开关由第二电源供电结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

本实施例采用负荷转移器通过特定的开关操作技术，实现一次性将所有负荷无电源中断、无供电电压波动地转移到另外的供电电源。提供了基于负荷转移器与三个开关组合的特定电路拓扑结构的配电网负荷转移装置，对负荷转移装置采用特定开关与有载调压转接头开关操作保证负荷无电源中断，提高了供电可靠性。

本实施例是通过以下技术方案来实现的，一种配电网负荷转移装置，通过对负荷转移器中有载调压开关的调节为基础提供负荷转移过程中两侧同幅值同相位的电压，通过特定开关开断闭合操作保证负荷转移过程中无供电电压波动。单相拓扑结构包括两条并联支路，并联支路包括负荷转移器以及负荷转移器两侧各一个开关，三相结构中另外两相结构与单相相同。负荷转移器结构包括双绕组变压器与自耦变压器，是一种移相变压器，其核心原理在文献[1]中有详尽描述，可以通过控制抽头实现电压调节。负荷转移器两侧第二、第三开关K2、K3用于连接两侧电源与负荷转移器，负荷转移器两侧另附有一旁路，其上附有第一开关K1用于控制旁路开断。

基于配电网负荷转移装置的方法，如双电源供电系统中，将第一供电电源A侧负荷转移至第二供电电源B侧，包括以下步骤：

S1、配电网负荷转移装置中，将第二供电电源与负荷转移器相连，其余开关断开，通过调节负荷转移器中有载调压开关，获得与A侧电压幅值相位均相等的电压，此时A侧负荷仍然接受第一供电电源供电。

S2、将A、B两侧第一、第二供电电源通过调节后的负荷转移器相连，由于经过负荷转移器后电压相等，第一、第二供电电源并联时，负荷将无任何电压波动。

S3、断开第一供电电源，A侧负荷通过负荷转移器由B侧的第二供电电源供电，此时在规定时间内调节负荷转移器有载调压开关改变负荷转移器上的电压至0且使A侧负荷上电压幅值不变，仅仅改变相位。

S4、闭合负荷转移装置中的旁路开关第一开关，而后断开负荷转移器，此时A侧负荷由B侧第二供电电源直接供电，完成转移过程，过程中A侧负荷始终保持供电且无电压波动。

具体实施时：如图2所示，一种配电网负荷转移装置，A侧包括第一供电电源、第一母线、与第一供电电源通过第四开关连接的A侧负荷；B侧包括第二供电电源、第二母线、与第二供电电源通过第五开关连接的B侧负荷；其特征是，单相拓扑结构包括负荷转移器，负荷转移器分别通过第二、第三开关与第一、第二母线连接，负荷转移器的两侧还连接有带第一开关的旁路。

第一步、将负荷转移装置与第二母线间的隔离开关第三开关K3闭合，第一、第二开关为断开状态，如图3所示。

第二步、调节有载调压开关K分接位置，以改变注入线路电压U的相位与幅值，最终使得E2+U＝E1。于是，电压E2+U与E1同相位、同幅值，第二开关K2断口电压近似为零，或很小。

第三步、由于E2+U＝E1，将第二开关K2闭合，实现无过渡过程地通过负荷转移器将第一电源E1与第二电源E2并联，如图4所示。

第四步、断开第四开关Ks1，将第一母线、第一电源E1切除，A侧负荷1通过负荷转移器由第二电源E2短暂供电。此时A侧负荷1的电压恒定，维持不变，如图5所示。

第五步、开关Ks1断开，将电源E1切除后，在规定时间内，例如40秒内，调节负荷转移器有载调压开关K,使得注入电压U变为零，图5中开关K处于档位2，在调节过程中，始终维持电压U+E2幅值不变，仅仅改变相位。

第六步、当注入电压U变为零(图5中开关K处于档位2)时，将旁路开关第一开关K1闭合，此时A侧负荷1通过第一开关K1直接并入第二母线2，由第二供电电源E2供电，如图6所示。

第七步、将隔离开关第二、第三K2、K3断开，A侧负荷1和B侧负荷2通过第一开关K1由第二供电电源E2供电，如图7所示。

整个切换过程中，负荷1上的电压幅值始终维持额定值。需要强调的是，由于负荷转移器工作时间短(数十秒左右)，其容量要求小，结构紧凑，成本低。又由于使用的是成熟的变压器技术和有载调压开关，因此，原理步骤清晰，可靠性高，用户易于接受。

若欲将负荷2转移到由第一供电电源E1供电，则操作与上述步骤类似。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

文献[1]：田翠华,游奕弘,费雯丽,et al.Power flow optimization of singlepower supply loop distribution network based on novel phase shiftingtransformer％基于新型移相变压器的单电源配电环网潮流优化[J].电工电能新技术,2018,037(012):52-59。

Claims (2)

1.一种配电网负荷转移装置，其特征是，单相拓扑包括两条并联支路，一条支路包括负荷转移器以及负荷转移器两侧的第二开关和第三开关，第二、第三开关分别连接两侧电源与负荷转移器；负荷转移器两侧另附有一条支路，其上设置有第一开关。

2.基于权利要求1所述的配电网负荷转移装置的方法，将第一供电电源A侧负荷转移至第二供电电源B侧，其特征是，包括以下步骤：

步骤1、配电网负荷转移装置中，闭合第三开关，第二供电电源与负荷转移器相连，第一、第二开关断开，通过调节负荷转移器中有载调压开关，获得与A侧电压幅值相位均相等的电压，A侧负荷接受第一供电电源供电；

步骤2、闭合第二、第三开关，第一开关断开，使第一供电电源、第二供电电源通过调节后的负荷转移器相连，实现负荷转移器将第一、第二供电电源并联，负荷无电压波动；

步骤3、断开第一供电电源，A侧负荷通过负荷转移器由第二供电电源供电，在规定时间内调节负荷转移器有载调压开关，改变负荷转移器上的电压至0，且保持A侧负荷上电压幅值不变，仅改变相位；

步骤4、当负荷转移器上的电压为0时，闭合第一开关，A侧负荷由第二供电电源直接供电；

步骤5、断开第二、第三开关，A侧负荷和B侧负荷通过第一开关由第二供电电源E2供电。

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