CN111884321A - 一种配电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及供配电技术领域，公开了一种配电系统，该配电系统包括两路作为电源的进线、至少两段第一配电母线、一段第二配电母线以及至少一组变压器组，每组变压器组包括与第一配电母线一一对应的第一变压器以及一个第二变压器，每组变压器组中的第一变压器与第一配电母线通过第一断路器一一对应连接，第二变压器与第二配电母线通过第二断路器连接，两路进线分别与两段第一配电母线通过第三断路器连接，至少两段第一配电母线依次通过第四断路器连接，每段第一配电母线均与第二配电母线通过第五断路器连接。该配电系统能够降低电力系统调度的难度，并且减少配电设备数量，进而提高运行灵活性，降低配电设备设置和运维成本，有效提升设备利用率。

Description

一种配电系统

技术领域

本发明涉及供配电技术领域，特别涉及一种配电系统。

背景技术

目前，用电负荷大并且负荷等级高，比如一、二级负荷时，按国家设计规范要求配电系统的电源、母线、变压器需要冗余配置，为一、二级用电负荷提供备用电源、备用变压器。如图1和图2所示，最常用的10(20)kV配电系统多采用2路电源进线01，分段(2段)单母线02。每2台变压器03一组，容量互为冗余，低压侧设置低压母线04联络，达成互为备用系统，此供配电系统称为N+N配置。正常运行时，每路、每一段母线02负荷率约50％，当其中1路或一段母线02故障时，故障侧用电负荷需转移到另1路或另一段，此时工作侧负荷率达100％。

当用电负荷大并且负荷等级高，例如，为一、二级负荷时，当一路10(20)kV一段母线02故障，1/2的用电负荷要转移到另一段10(20)kV母线，非故障侧负荷陡增，增加电力系统调度难度。并且，进线电缆、母线界面、配电变压器容量均需要N+N(2N)配置，供配电设备容量配置超大，2N的数量很大。

以图1为例，当采用20kV配电系统，当正常运行需要设置容量为2000kVA变压器16台，为满足一、二级负荷的负荷冗余N+N(2N)需要，则容量为2000kVA的变压器需配置32台；

以图2为例，当采用10kV配系统，当正常运行需要设置容量为2000kVA的变压器8台，为满足一、二级负荷的负荷冗余N+N(2N)需要，则容量为2000kVA的变压器需配置16台；配电变压器容量是实际需要的2倍。

发明内容

本发明提供了一种配电系统，上述配电系统能够降低电力系统调度的难度，并且很大程度上减少配电设备数量，进而能够提高运行灵活性，降低配电设备设置和运维成本，有效提升用电企业设备利用率，提高市场竞争力。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种配电系统，包括两路作为电源的进线、至少两段第一配电母线、一段第二配电母线以及至少一组变压器组，每组所述变压器组包括与所述第一配电母线一一对应的第一变压器以及一个第二变压器，每组所述变压器组中的所述第一变压器与所述第一配电母线通过第一断路器一一对应连接，所述第二变压器与所述第二配电母线通过第二断路器连接，两路所述进线分别与两段所述第一配电母线通过第三断路器连接，至少两段所述第一配电母线依次通过第四断路器连接，每段所述第一配电母线均与所述第二配电母线通过第五断路器连接。

上述配电系统中，包括两路作为电源的进线、至少两段第一配电母线、一段第二配电母线以及至少一组变压器组，两路进线分别与两段第一配电母线通过第三断路器连接，至少两段第一配电母线依次通过第四断路器连接，每段第一配电母线均与第二配电母线通过第五断路器连接，每组变压器组中的第一变压器与第一配电母线一一对应连接，第二变压器与第二配电母线连接，配电系统正常运行时，第一配电母线为第一变压器供电，第二配电母线和第二变压器作为冗余配置，为用电负荷提供备用母线和备用变压器，当其中一段第一配电母线故障时，可以停用该第一配电母线，且与该故障母线连接的第一变压器退出运行，除故障的第一配电母线以外的第一配电母线中的任意一段接通备用的第二配电母线，与第二配电母线连接的备用的第二变压器投入运行，恢复供电。上述配电系统中，配电母线的设定为N+1段(N≥2)，即N段第一配电母线和1段第二配电母线，当其中一段第一配电母线故障时，可以转移1/N的用电负荷到备用的第二配电母线，母线故障时，非故障的第一配电母线负荷不陡增，降低了电力系统调度的难度，并且，变压器容量也为N+1配置，即每个变压器组设置N个第一变压器和1个第二变压器，在满足用电负荷需求的前提下，很大程度上减少配电设备数量，进而能够提高运行灵活性，降低配电设备设置和运维成本，有效提升用电企业设备利用率，降低成本，提高市场竞争力。

可选地，还包括与所有所述第一变压器一一对应的低压母线以及与每个所述低压母线连接的多个馈线，所述低压母线与其对应的第一变压器的副边侧通过第六断路器连接。

可选地，还包括与所述变压器组一一对应的低压联络母线，每段所述低压联络母线与其对应的变压器组中的第二变压器通过第七断路器连接，并且与其对应的变压器组中的所有第一变压器连接的低压母线通过第八断路器连接。

可选地，第一配电母线的数量为大于等于2段且小于等于4段。

可选地，所述第一配电母线以及第二配电母线为20kV母线。

可选地，当第一配电母线的数量为4段时，变压器组的数量为4组。

可选地，所述第一配电母线以及第二配电母线为10kV母线。

可选地，当第一配电母线的数量为4段时，变压器组的数量为2组。

可选地，所述低压母线为0.4kV母线。

可选地，所述第一变压器和第二变压器的容量为2000kVA。

附图说明

图1为现有技术中的20kV配电系统的电路结构示意图；

图2为现有技术中的10kV配电系统的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种20kV配电系统的电路结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种10kV配电系统的电路结构示意图。

图标：

01-进线；02-母线；03-变压器；04-低压母线；

1-进线；2-第一配电母线；3-第二配电母线；41-第一变压器；42-第二变压器；51-第一断路器；52-第二断路器；53-第三断路器；54-第四断路器；55-第五断路器；56-第六断路器；57-第七断路器；58-第八断路器；6-低压母线；7-低压联络母线；8-馈线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图3和图4，本发明提供一种配电系统，包括两路作为电源的进线1、至少两段第一配电母线2、一段第二配电母线3以及至少一组变压器组，每组变压器组包括与第一配电母线2一一对应的第一变压器41以及一个第二变压器42，每组变压器组中的第一变压器41与第一配电母线2通过第一断路器51一一对应连接，第二变压器42与第二配电母线3通过第二断路器52连接，两路进线1分别与两段第一配电母线2通过第三断路器53连接，至少两段第一配电母线2依次通过第四断路器54连接，每段第一配电母线2均与第二配电母线3通过第五断路器55连接。

本发明实施例提供的一种配电系统中，包括两路作为电源的进线1、至少两段第一配电母线2、一段第二配电母线3以及至少一组变压器组，两路进线1分别与两段第一配电母线2通过第三断路器53连接，至少两段第一配电母线2依次通过第四断路器54连接，每段第一配电母线2均与第二配电母线3通过第五断路器55连接，每组变压器组中的第一变压器41与第一配电母线2一一对应连接，第二变压器42与第二配电母线3连接，配电系统正常运行时，第一配电母线2为第一变压器41供电，第二配电母线3和第二变压器42作为冗余配置，为用电负荷提供备用母线和备用变压器，当其中一段第一配电母线故障时，可以停用该第一配电母线，且与该故障母线连接的第一变压器退出运行，除故障的第一配电母线以外的第一配电母线中的任意一段接通备用的第二配电母线3，与第二配电母线3连接的备用的第二变压器42投入运行，恢复供电。上述配电系统中，配电母线的设定为N+1段(N≥2)，即N段第一配电母线2和1段第二配电母线3，当其中一段第一配电母线故障时，可以转移1/N的用电负荷到备用的第二配电母线3，母线故障时，非故障的第一配电母线负荷不陡增，降低了电力系统调度的难度，并且，变压器容量也为N+1配置，即每个变压器组设置N个第一变压器41和1个第二变压器42，在满足用电负荷需求的前提下，很大程度上减少配电设备数量，进而能够提高运行灵活性，降低配电设备设置和运维成本，有效提升用电企业设备利用率，提高市场竞争力。

在具体地实施方式中，上述配电系统还包括与所有第一变压器41一一对应的低压母线6以及与每个低压母线6连接的多个馈线8，低压母线6与其对应的第一变压器41的副边侧通过第六断路器56连接，配电系统通过第一变压器41对其对应的低压母线6进行供电。

在具体地实施方式中，上述配电系统还包括与变压器组一一对应的低压联络母线7，每段低压联络母线7与其对应的变压器组中的第二变压器42通过第七断路器57连接，并且与其对应的变压器组中的所有第一变压器41连接的低压母线6通过第八断路器58连接。

当其中一段第一配电母线故障时，停用该第一配电母线，且与该故障母线连接的第一变压器退出运行，除故障的第一配电母线以外的第一配电母线中的任意一段接通备用的第二配电母线3，与第二配电母线3连接的备用的第二变压器42投入运行，通过低压联络母线7，恢复对退出运行的第一变压器41连接的低压母线6的供电。

或者，当一个变压器组中的任意一个第一变压器41故障时，故障的第一变压器41退出运行，第二配电母线3与任意一条第一配电母线2接通，故障的第一变压器41所在的变压器组中的第二变压器42投入运行，通过第二变压器42连接的低压联络母线7向故障变压器对应的低压母线6进行供电。

需要说明的是，上述配电系统中，断路器能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，且当线路及配电设备故障时断路器能自动切断电路，不同的连接处的断路器的类型或型号根据实际情况选择，在这里不做限制。例如，第三断路器53、第四断路器54和第五断路器55可以为真空断路器。

本发明实施例提供的配电系统中，在满足用电负荷需求的情况下，相比于现有技术中的配电系统，能够有效的减少配电设备的数量，配电系统的容量越大，本发明实施例中的配电系统的优势越明显。

在一种可能的实施方式中，第一配电母线2的数量可以设置为大于等于2段且小于等于4段。例如，第一配电母线的数量可以设置为4段，当其中一段配电母线故障后，可以只转移1/4的用电负荷到第二配电母线，只转移1/4用电负荷，母线故障时转移容量比现有技术中降低50％，降低电力系统调度难度。

在具体地实施方式中，配电系统可以为20kV配电系统和10kV配电系统。低压母线6为0.4kV母线。第一变压器41和第二变压器42的容量可以为2000kVA。

具体地，如图3所示，在20kV配电系统中采用2路进线1，第一配电母线2以及第二配电母线3为20kV母线。第一配电母线2的数量可以设置为4段，第二配电母线3为一段，每段第一配电母线负荷占总负荷的1/4，例如图3中4段第一配电母线分别为母线I1、母线I2、母线II1以及母线II2，第二配电母线3为母线S。具体地，20kV配电系统，正常运行可能需要设置变压器16台，当第一配电母线2的数量设置为4段时，由于每组变压器组包括与第一配电母线一一对应连接的第一变压器，则每组变压器组包括4台第一变压器，则变压器组的数量为4组，例如图3中4组变压器组分别为B组、C组、D组和E组，即4段第一配电母线2配置16台第一变压器41，每个第一配电母线2与4个第一变压器41连接，例如图3中16台第一变压器分别为与母线I1连接的变压器TR-11B、变压器TR-11C、变压器TR-11D、变压器TR-11E，与母线I2连接的变压器TR-12B、变压器TR-12C、变压器TR-12D、变压器TR-12E，与母线II2连接的变压器TR-22B、变压器TR-22C、变压器TR-22D、变压器TR-22E以及与母线II1连接的变压器TR-21B、变压器TR-21C、变压器TR-21D、变压器TR-21E。为满足一、二级负荷的负荷冗余需要，每组变压器组中具有1台第二变压器，4组变压器组则需要配置4台第二变压器，例如图3中4台第二变压器分别为变压器TR-SB、变压器TR-SC、变压器TR-SD、变压器TR-SE。上述配电系统中变压器总共需要配置20台。与现有技术的配电系统相比，很大程度上减少了配电设备容量配置，降低配电设备设置和运维成本。

上述20kV配电系统，假如母线I2故障，则该停用该母线，与母线I2连接的变压器TR-12B、变压器TR-12C、变压器TR-12D、变压器TR-12E退出运行。备用的母线S可以接通母线I1、母线II1、米线II2中的任意一段，备用母线S连接的变压器TR-SB、变压器TR-SC、变压器TR-SD、变压器TR-SE投入运行，通过低压联络母线7，恢复对变压器TR-12B、变压器TR-12C、变压器TR-12D、变压器TR-12E对应的低压母线的供电；假如B组变压器组中变压器TR-11B、变压器TR-12B、变压器TR-22B、变压器TR-21B中任意一台变压器故障，则该故障变压器退出运行，备用的母线S与其它母线接通，变压器TR-SB投入运行，通过低压联络母线7向故障变压器对应的低压母线供电。

具体地，如图4所示，在10kV配电系统中采用2路进线1，第一配电母线2以及第二配电母线3为10kV母线。第一配电母线2的数量可以设置为4段，第二配电母线3为1段，每段第一配电母线2负荷占总负荷的1/4，例如图4中4段第一配电母线分别为母线I1、母线I2、母线II1以及母线II2，第二配电母线3为母线S。具体地，10kV配电系统，正常运行可能需要设置变压器8台，当第一配电母线2的设置为4段时，由于每段变压器组包括与第一配电母线一一对应连接的第一变压器，则每组变压器组包括4台第一变压器，则变压器组的数量为2组，例如图4中2组变压器组分别为B组和C组，即4段第一配电母线2配置8台第一变压器41，每个第一配电母线2与2个第一变压器41连接，例如图4中8台第一变压器分别为与母线I1连接的变压器TR-11B、变压器TR-11C，与母线I2连接的变压器TR-12B、变压器TR-12C，与母线II2连接的变压器TR-22B、变压器TR-22C以及与母线II1连接的变压器TR-21B、变压器TR-21C。为满足一、二级负荷的负荷冗余需要，每个变压器组中具有1台第二变压器，2组变压器组则需要配置2台第二变压器，例如图4中2台第二变压器分别为变压器TR-SB、变压器TR-SC。上述配电系统中变压器总共需要配置10台，配电变压器容量是实际容量需要的1.2倍，与现有技术相比，降低了配电设备设置和运维成本。

上述10kV配电系统，假如母线I2故障，则该停用该母线，与母线I2连接的变压器TR-12B、变压器TR-12C退出运行。备用的母线S可以接通母线I1、母线II1、米线II2中的任意一段，备用母线S连接的变压器TR-SB、变压器TR-SC投入运行，通过低压联络母线7，恢复对变压器TR-12B、变压器TR-12C对应的低压母线的供电；假如B组变压器组中变压器TR-11B、变压器TR-12B、变压器TR-22B、变压器TR-21B中任意一台变压器故障，则该故障变压器退出运行，备用的母线S与其它母线接通，变压器TR-SB投入运行，通过低压联络母线7向故障变压器对应的低压母线供电。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种配电系统，其特征在于，包括两路作为电源的进线、至少两段第一配电母线、一段第二配电母线以及至少一组变压器组，每组所述变压器组包括与所述第一配电母线一一对应的第一变压器以及一个第二变压器，每组所述变压器组中的所述第一变压器与所述第一配电母线通过第一断路器一一对应连接，所述第二变压器与所述第二配电母线通过第二断路器连接，两路所述进线分别与两段所述第一配电母线通过第三断路器连接，至少两段所述第一配电母线依次通过第四断路器连接，每段所述第一配电母线均与所述第二配电母线通过第五断路器连接。

2.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，还包括与所有所述第一变压器一一对应的低压母线以及与每个所述低压母线连接的多个馈线，所述低压母线与其对应的第一变压器的副边侧通过第六断路器连接。

3.根据权利要求2所述的配电系统，其特征在于，还包括与所述变压器组一一对应的低压联络母线，每段所述低压联络母线与其对应的变压器组中的第二变压器通过第七断路器连接，并且与其对应的变压器组中的所有第一变压器连接的低压母线通过第八断路器连接。

4.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，第一配电母线的数量为大于等于2段且小于等于4段。

5.根据权利要求1-4任一项所述的配电系统，其特征在于，所述第一配电母线以及第二配电母线为20kV母线。

6.根据权利要求5所述的配电系统，其特征在于，当第一配电母线的数量为4段时，变压器组的数量为4组。

7.根据权利要求1-4任一项所述的配电系统，其特征在于，所述第一配电母线以及第二配电母线为10kV母线。

8.根据权利要求7所述的配电系统，其特征在于，当第一配电母线的数量为4段时，变压器组的数量为2组。

9.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述低压母线为0.4kV母线。

10.根据权利要求1所述的配电系统，其特征在于，所述第一变压器和第二变压器的容量为2000kVA。

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