CN112217201B - 一种高低压双电源双环网供电系统及备自投控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高低压双电源双环网供电系统，包括1号配电房和2号配电房，1号配电房的高压侧主干线通过高压断路器连接有电源A和电源B，电源A的主干线和电源B的主干线分别穿过1号配电房并通过高压断路器与2号配电房的高压侧相连接，在1号配电房内的电源A主干线和电源B主干线之间通过DL1断路器相连接，DL1断路器连接有备自投装置，在2号配电房内的电源A主干线和电源B主干线之间通过DL2断路器相连接；通过电源A和电源B共同供电的方式，且每个电源都能够形成一个闭环的供电回路，以解决现有技术中每个电源的一回主干线和另一回主干线接通而形成一个由多个电源输入的环形网络容易在电源损坏时出现开环运行而引发停电事的技术问题。

Description

一种高低压双电源双环网供电系统及备自投控制方法

技术领域

本发明涉及高低压供电技术领域，具体涉及一种高低压双电源双环网供电系统及备自投控制方法。

背景技术

随着城市建设及社会经济的发展，用户对供电的要求越来越高，越来越多的地方采用环网接线的方式组网，将供电网络连接成一个环形。当环内任一分段发生停电或故障时，可经过开关切除该分段，将环网解为开环运行，就不致影响其他分段的正常供电。普通环式接线是在同一个电源的供电范围内，把不同的两回配电线路的末端连接起来构成环式网络。拉手环式则是将多个放射式结构运行的供电网络，每个电源的一回主干线和另一回主干线接通，接而形成一个由多个电源输入的环形网络。

备自投自动控制装置，是当电力系统中，因为故障或其他原因工作电源断开以后，能自动将备用电源、备用设备或其他电源迅速的投入工作，或将用户切换到备用电源上去，令用户能尽快恢复供电。目前，备自投装置主要通过判别断路器两端的工作母线是否失压，以决定控制断路器的分合状态。随着配电网的快速发展和供电可靠性要求的不断提升，电网运行的架构也变得相比于以前复杂，单单判别断路器两端的工作电压已不能很好的解决负荷转供问题，备自投装置需要接入更多节点及设备的信息，以计算出最优的备自投方案。

现有的拉手环式供电网络，每个电源的一回主干线和另一回主干线接通，接而形成一个由多个电源输入的环形网络。当同时出现某一电源及环内部分线路或设备故障时，会使环网变成开环运行，并且部分可正常供电的用户发生停电事故。且低压环网供电时，当电力系统低压母线失压的状态下，只是单纯采用双电源切换装置，而没有判别主变压器容量以及母线的负载率值等，可能会引起输电线路发生过载的情况，不能保证转供电的可靠性。

备自投装置缺乏智能化，每个断路器单独配备自身的备自投保护装置，监测的信息一般只为断路器两侧的电气量信息及断路器本体的运行状况，缺乏用于分析判断故障类型的数据信息少，不能综合分析所管辖网架范围内的电网潮流情况，容易发生误动和造成负荷波动大及降低电能质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高低压双电源双环网供电系统及备自投控制方法，通过电源A和电源B共同供电的方式，且每个电源都能够形成一个闭环的供电回路，以解决现有技术中每个电源的一回主干线和另一回主干线接通而形成一个由多个电源输入的环形网络容易在电源损坏时出现开环运行而引发停电事的技术问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明具体提供下述技术方案：

一种高低压双电源双环网供电系统，包括1号配电房和2号配电房，所述1号配电房的高压侧主干线通过高压断路器连接有电源A和电源B，所述电源A的主干线和所述电源B的主干线分别穿过所述1号配电房并通过高压断路器与所述2号配电房的高压侧相连接，在所述1号配电房内的所述电源A主干线和所述电源B主干线之间通过DL1断路器相连接，所述DL1断路器连接有备自投装置，在所述2号配电房内的所述电源A主干线和所述电源B主干线之间通过DL2断路器相连接，所述电源A和所述电源B之间通过所述DL1断路器和所述DL2断路器形成拉手环形网络并通过所述DL1断路器的通断切换供电方式；

在所述1号配电房内和所述2号配电房内分别设置有依附于高压侧设置的低压回路，所述1号配电房内的低压回路和所述2号配电房内的低压回路之间通过低压母联断路器相连接。

作为本发明的一种优选方案，所述低压回路包括连接低压侧和高压侧支架的变压器，所述变压器两侧分别设置有低压断路器，所述1号配电房内的低压侧和所述2号配电房内的低压侧之间通过所述低压母联断路器相连接。

作为本发明的一种优选方案，所述低压母联断路器在所述低压回路正常运行情况下维持断开状态。

作为本发明的一种优选方案所述1号配电房内和所述2号配电房内的低压侧分别通过低压断路器连接有应急发电车，且靠近所述应急发电车设置的低压断路器在所述低压回路正常运行情况下维持断开状态。

作为本发明的一种优选方案，所述DL1断路器在所述电源A和所述电源B正常运行情况下维持断开状态。

作为本发明的一种优选方案，所述备自投装置包括智能终端，以及设置在各个回路节点上的智能电表，所述智能电表与所述智能终端相连接，所述DL1断路器、所述DL2断路器、低压断路器、高压断路器以及所述低压母联断路器分别与所述智能终端相连接，所述变压器以及所述应急发电车分别与所述智能终端相连接。

另一方面，提供一种备自投控制方法，由上述的高低压双电源双环网供电系统执行，所述方法包括如下操作步骤：

S100、断路器实时采集断路器两侧的电气量参数，并将采集到的参数信息及断路器本体的运行状态提交给智能终端；

S200、优先分析高压网架的运行情况，确保高压网段能正常送电；

S300、当某一变压器出现故障时，智能终端及时切断故障的变压器两侧的低压断路器，并计算故障的变压器两侧出线回路的负载情况，以判别如何进行负荷转供；

S400、若两侧出线回路的容量已不足以支撑所有负荷运行时，给出超/过负荷的告警信号，并根据预设的负荷等级进行选择性切除。

S500、移动应急电源接入后，立即根据当前网架的运行状态，对各个出线回路的负荷供给状态进行分析计算，依据最优的供电方案进行断路器的投切调整。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

(1)本发明采用电源A和电源B共同供电的方式，电源A主干线和电源B主干线之间通过DL2断路器相连接，并通过控制与DL2断路器平行设置的DL1断路器的通断切换供电方式，每个电源都能够形成一个闭环的供电回路，从而在某一电源及环内部分线路或设备故障时，避免开环运行，避免停电事故的发生；

(2)本发明低压回路形成的环网，支持应急发电车的接入，备自投装置可自动根据应急发电车接入后重新计算网架潮流，自动调配备自投装置执行最优方式下的运行方案，避免过载情况的发生，保证转供电的可靠性；

(3)本发明备自投装置的备自投控制方法，基于物联网技术，实现实时采集所管辖网架内，各个装置的运行状态信息、以及各个网架节点运行的电气量信息，进行综合分析和计算，以提升备自投装置动作的准确性，保证电力系统运行稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明1号配电房和2号配电房区域网架下正常运行的一次主接线图；

图2为本发明实施例图1中电源A故障时的一次主结线图；

图3为本发明实施例图1中部分变压器故障的一次主结线图；

图4为本发明实施例的备自投装置系统框图。

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。

如图1所示，本发明提供了一种高低压双电源双环网供电系统，包括1号配电房1和2号配电房2，1号配电房1的高压侧主干线通过高压断路器连接有电源A和电源B，电源A的主干线和电源B的主干线分别穿过1号配电房1并通过高压断路器与2号配电房2的高压侧相连接，在1号配电房1内的电源A主干线和电源B主干线之间通过DL1断路器相连接，DL1断路器连接有备自投装置，在2号配电房2内的电源A主干线和电源B主干线之间通过DL2断路器相连接，电源A和电源B之间通过DL1断路器和DL2断路器形成拉手环形网络并通过DL1断路器的通断切换供电方式；

在1号配电房1内和2号配电房2内分别设置有依附于高压侧设置的低压回路，1号配电房1内的低压回路和2号配电房2内的低压回路之间通过低压母联断路器相连接。

如图1所示，在正常运行的情况下，DL1断路器在电源A和电源B正常运行情况下维持断开状态，该网架具备两个输入电源，电源A的一回主干线通过DL2断路器和电源B的一回主干线接通，接而形成一个有两个电源输入的拉手环形网络。

如图2所示，当其中一个电源发生故障而断开时，备自投装置可快速对DL1断路器执行合并操作，继而形成由一个电源主供电的普通环形网络。每个电源都能够形成一个闭环的供电回路，从而在某一电源及环内部分线路或设备故障时，避免开环运行，避免停电事故的发生。

如图1和图3所示，低压回路包括连接低压侧和高压侧支架的变压器，变压器两侧分别设置有低压断路器，1号配电房1内的低压侧和2号配电房2内的低压侧之间通过低压母联断路器相连接。低压母联断路器在低压回路正常运行情况下维持断开状态。

1号配电房1内和2号配电房2内的低压侧分别通过低压断路器连接有应急发电车，且靠近应急发电车设置的低压断路器在低压回路正常运行情况下维持断开状态。

低压侧在正常运行的情况，各低压母联断路器断开，所带负荷由两个变压器作为电源，形成主干线接通的拉手环型网络供电。如图3所示当出现某一段供电母线或变压器故障时，备自投装置可根据网架各节点的电气量信息和变压器及其出线母线的负载情况，进行断路器的选择性动作，形成一个多低压电源输入的环型网络。若此时应急发电车接入，备自投装置会重新计算当前网架的潮流，选择最优的供电方式控制断路器投切。

低压回路形成的环网，支持应急发电车的接入，可自动根据应急发电车接入后重新计算网架潮流，自动调配备自投装置执行最优方式下的运行方案，避免过载情况的发生，保证转供电的可靠性。

如图4所示，备自投装置包括智能终端，以及设置在各个回路节点上的智能电表，智能电表与智能终端相连接，DL1断路器、DL2断路器、低压断路器、高压断路器以及低压母联断路器分别与智能终端相连接，变压器以及应急发电车分别与智能终端相连接。

备自投装置基于物联网技术，采用RS485、RJ45、4G、LoRa等通讯方式，通过物理端口采集特定类型的数据，实现泛在信息的数据接入，实现实时采集所管辖网架内，各个装置的运行状态信息、以及各个网架节点运行的电气量信息，进行综合分析和计算，以提升备自投装置动作的准确性，保证电力系统运行稳定性的控制方法。

其中DL1断路器、DL2断路器、低压断路器、高压断路器以及低压母联断路器均为智能断路器，能够实时采集断路器两侧的电气量参数，包括电压、电流等信息，并将采集到的参数信息及断路器本体的运行状态提交给智能终端。

针对所管辖网架的各个节点设置有智能电表，实时采集高、低压侧A、B、C三相电压、A、B、C三相电流，功率因数、正反向有功、正反向无功、基波谐波等，以用于分析网架的运行情况，该数据基础作为断路器投切的重要依据。

变压器包含变压器的本体信息、运行状态并实时上送智能终端。

基于如图4所示的高低压双电源双环网供电系统，本发明还提供了一种由其执行的备自投控制方法，包括如下操作步骤：

S100、断路器实时采集断路器两侧的电气量参数，并将采集到的参数信息及断路器本体的运行状态提交给智能终端；

S200、优先分析高压网架的运行情况，确保高压网段能正常送电；

S300、当某一变压器出现故障时，智能终端及时切断故障的变压器两侧的低压断路器，并计算故障的变压器两侧出线回路的负载情况，以判别如何进行负荷转供；

S400、若两侧出线回路的容量已不足以支撑所有负荷运行时，给出超/过负荷的告警信号，并根据预设的负荷等级进行选择性切除。

S500、移动应急电源接入后，立即根据当前网架的运行状态，对各个出线回路的负荷供给状态进行分析计算，依据最优的供电方案进行断路器的投切调整。

本发明通过提出一种高低压双电源双环网的供电方式，并结合物联网通信技术传输数据信息，改进备自投的逻辑控制方法，避免了传统备自投装置采用单一数据进行分析和执行控制，由此提升了备自投装置动作的准确性，提高了供电网络运行的可靠性，保证电力系统稳定运行。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (1)

1.一种备自投控制方法，由一种高低压双电源双环网供电系统执行，其特征在于：

所述高低压双电源双环网供电系统包括1号配电房和2号配电房，所述1号配电房的高压侧主干线通过高压断路器连接有电源A和电源B，所述电源A的主干线和所述电源B的主干线分别穿过所述1号配电房并通过高压断路器与所述2号配电房的高压侧相连接，在所述1号配电房内的所述电源A的主干线和所述电源B的主干线之间通过DL1断路器相连接，所述DL1断路器连接有备自投装置，在所述2号配电房内的所述电源A的主干线和所述电源B的主干线之间通过DL2断路器相连接，所述电源A和所述电源B之间通过所述DL1断路器和所述DL2断路器形成拉手环形网络并通过所述DL1断路器的通断切换供电方式；

在所述1号配电房内和所述2号配电房内分别设置有依附于高压侧设置的低压回路，所述1号配电房内的低压回路和所述2号配电房内的低压回路之间通过低压母联断路器相连接；

所述备自投控制方法包括如下操作步骤：

S100、断路器实时采集断路器两侧的电气量参数，并将采集到的参数信息及断路器本体的运行状态提交给智能终端；

S200、优先分析高压网架的运行情况，确保高压网段能正常送电；

S300、当某一变压器出现故障时，智能终端及时切断故障的变压器两侧的低压断路器，并计算故障的变压器两侧出线回路的负载情况，以判别如何进行负荷转供；

S400、若两侧出线回路的容量已不足以支撑所有负荷运行时，给出超/过负荷的告警信号，并根据预设的负荷等级进行选择性切除；

S500、移动应急电源接入后，立即根据当前网架的运行状态，对各个出线回路的负荷供给状态进行分析计算，依据最优的供电方案进行断路器的投切调整。

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