CN112510706A - 一种用于10kV配电网的同母合环电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于10kV配电网的同母合环电路，采用单母三分段六段母线接线，采用2个10千伏线路合环运行，线路平均负载率控制在50％以下；同母合环运行，相邻的2个环网之间设置联络断路器，每组合环单元通过1条联络线路与其他合环单元联络，联络线来自不同变电站。本发明规避变电站变低压侧合环短路电流超标风险，线路故障时可实现不停电转供，供电可靠性高，满足N‑1安全准则同时，还可满足母线的N‑1，单一母线停电。

Description

一种用于10kV配电网的同母合环电路

技术领域

本发明涉及电网技术领域，特别是涉及一种用于10kV配电网的同母合环电路。

背景技术

随着社会的发展和人民生活水平的不断提高，对供电可靠性的要求越来越高，对停电、甚至是短时停电都十分敏感，但10kV配网由于用户接入、缺陷处理、设备定检、维护、事故处理以及上级电网检修需要等原因，造成停电次数较多，时间较长，众所知周，停电会严重影响用电用户的正常生产、生活。因此通过科学的手段来金莲的减少用户的停电次数和时间就成为最迫切需要解决的问题。

随着经济的发展，双向供电成为常用的供电模式。配电网最大的特点即闭环结构，开环运行的供电方式，在倒负荷或线路检修时，通过合环调电可以减少停电时间，提高供电可靠性，在发生故障时缩小故障区段，快速回复正常供电，隔离故障区域，便于控制。因此，合环操作是提高地区电网供电可靠性的一种有效手段。但由于10kV配网的用户设备种类繁多，参数复杂，合环操作会产生合环电流，环流往往和合环前两侧电压差、线路负荷分配、相位等关系较大，因此如何解决以上问题都是合环操作需要考虑的问题。

除以上所述内容之外，还需要满足城市配电网的供电安全采用N－1准则，即：

(1)高压变电所中失去任何一回进线或一组降压变压器时，必须保证向下一级配电网供电；

(2)高压配电网中一条架空线、或一条电缆，或变电所中一组降压变电器发生故障停运时；

a.在正常情况下，除故障段外不停电，并不得发生电压过低和设备不允许的过负荷；

b.在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分停电，但应在规定时间内恢复供电；

(3)低压电网中当一台变压器或电网发生故障时，允许部分停电，并尽快将完好的区段在规定时间切换至邻近电网恢复供电。

如图1所示，是一种合环接线模式，其中，132kV变电站变压器低侧使用双母线断路器，每个11kV母线均由两台及以上的变压器进行供电，能够满足主变N-1。每3～4条11kV母线馈出成环，并合环运行，配电所之间电缆配置电流差动保护和断路器开关，任何单一线路故障，供电不受影响，满足线路N-1安全。但也存在如下问题，A区中电接线采用4回11千伏线路合环运行，线路平均负载率控制在65％(考虑潮流)以下，在发生线路“N-1-1”故障时，不考虑联络线转供情况下，理论上有1/3的负荷会失电，2/3的负荷可以转供电；另外，环与环之间通过1回11千伏线路联接，若单一母线停电，其中一个环完全失电的情况下，联络线不能将故障环负荷全部转供。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种用于10kV配电网的同母合环电路，解决现有技术中当某一主变或母线停电后，不能有效将故障环网的负载全部转供电的技术问题。

本发明的一方面，提供一种用于10kV配电网的同母合环电路，包括：

第一主变电站，所述第一主变电站的入线端连接110kV母线；所述第一主变电站的出线端通过第一主变出线断路器连接第一10kV母线，并通过第二主变出线断路器连接第二10kV母线；所述第一10kV母线连接第一环网；所述第二10kV母线连接第二环网；

第二主变电站，所述第二主变电站的入线端连接110kV母线；所述第二主变电站的出线端通过第三主变出线断路器连接第三10kV母线，并通过第四主变出线断路器连接第四10kV母线；所述第三10kV母线连接第三环网；所述第四10kV母线连接第四环网；

第三主变电站，所述第三主变电站的入线端连接110kV母线；所述第三主变电站的出线端通过第五主变出线断路器连接第五10kV母线，并通过第六主变出线断路器连接第六10kV母线；所述第五10kV母线连接第五环网；所述第六10kV母线连接第六环网；

其中，所述第一10kV母线与所述第六10kV母线通过第一联络线连接，所述第一联络线上设置有第一联络线断路器；所述第二10kV母线与所述第三10kV母线通过第二联络线连接，所述第二联络线上设置有第二联络线断路器；所述第四10kV母线与所述第五10kV母线通过第三联络线连接，所述第三联络线上设置有第二联络线断路器。

优选地，还包括：出线侧断路器，所述出线侧断路器至少包括第一出线断路器、第二出线断路器、第三出线断路器、第四出线断路器、第五出线断路器、第六出线断路器、第七出线断路器、第八出线断路器、第九出线断路器、第十出线断路器、第十一出线断路器、第十二出线断路器；所述第一出线断路器和所述第二出线断路器设置于所述第一环网内且入线端分别连接第一10kV母线；所述第三出线断路器和所述第四出线断路器设置于所述第二环网内且入线端分别连接第二10kV母线；所述第五出线断路器和所述第六出线断路器设置于所述第三环网内且入线端分别连接第三10kV母线；所述第七出线断路器和所述第八出线断路器设置于所述第四环网内且入线端分别连接第四10kV母线；所述第九出线断路器和所述第十出线断路器设置于所述第五环网内且入线端分别连接第五10kV母线；所述第十一出线断路器和所述第十二出线断路器设置于所述第六环网内且入线端分别连接第六10kV母线。

优选地，还包括：备用供电线，所述备用供电线的一端分别连接所述第一环网、所述第二环网、所述第三环网、所述第四环网、所述第五环网及所述第六环网；所述备用供电线的另一端连接第四主变电站或第四变电站的低压环网。

优选地，所述备用供电线分别连接所述第一出线断路器、所述第二出线断路器、所述第三出线断路器、所述第四出线断路器、所述第五出线断路器、所述第六出线断路器、所述第七出线断路器、所述第八出线断路器、所述第九出线断路器、所述第十出线断路器、所述第十一出线断路器及所述第十二出线断路器的出线端。

优选地，若所述第一主变电站、所述第二主变电站及所述第三主变电站中若任一个出现故障，则将与故障主变电站相连的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断，与所述10kV母线对应的环网通过相连的联络线断路器供电。

优选地，若所述110kV母线若出现故障，且所述第一主变电站、所述第二主变电站及所述第三主变电站中的任意两个失压，则将与故障主变电站相连的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断。

优选地，若所述第一10kV母线、所述第二10kV母线、所述第三10kV母线、所述第四10kV母线、所述第五10kV母线及所述第六10kV母线中若任意一个故障，则将故障的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断，与所述故障的10kV母线对应的环网通过相连的联络线断路器供电。

优选地，若所述第一出线断路器、所述第二出线断路器、所述第三出线断路器、所述第四出线断路器、所述第五出线断路器、所述第六出线断路器、所述第七出线断路器、所述第八出线断路器、所述第九出线断路器、所述第十出线断路器、所述第十一出线断路器及所述第十二出线断路器中任一个出现故障，则将与该出线断路器相对应的主变出线断路器或联络线断路器切断，所述出线断路器的出线端由相连的备用供电线供电。

综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

本发明提供的用于10kV配电网的同母合环电路，采用2个10kV线路合环运行，线路平均负载率控制在50％以下，同母合环运行，相邻的2个环网之间设置联络断路器，每组合环单元通过1条联络线路与其他合环单元联络，联络线来自不同变电站，规避变电站变低侧合环短路电流超标风险，线路故障时可实现不停电转供，供电可靠性高，满足N-1安全准则同时，还可满足母线的N-1，单一母线停电，其中，一个环网完全失电的情况下，因线路平均负载率控制在50％以下，可通过此联络线路将故障环网负荷全部转移至另外一个环网；实现当某一主变或母线停电后，有效将故障环网负载全部转供电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为现有技术中一种合环电路的示意图。

图2为本发明实施例中一种用于10kV配电网的同母合环电路的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图2所示，为本发明提供的一种用于10kV配电网的同母合环电路的一个实施例的示意图。在该实施例中，包括：

第一主变电站1，所述第一主变电站1的出线端通过第一主变出线断路器501连接第一10kV母线511，并通过第二主变出线断路器502连接第二10kV母线512；所述第一10kV母线511连接第一环网；所述第二10kV母线512连接第二环网；

第二主变电站2，所述第二主变电站2的入线端连接110kV母线；所述第二主变电站2的出线端通过第三主变出线断路器503连接第三10kV母线513，并通过第四主变出线断路器504连接第四10kV母线514；所述第三10kV母线513连接第三环网；所述第四10kV母线514连接第四环网；

第三主变电站3，所述第三主变电站3的入线端连接110kV母线；所述第三主变电站3的出线端通过第五主变出线断路器505连接第五10kV母线515，并通过第六主变出线断路器506连接第六10kV母线516；所述第五10kV母线515连接第五环网；所述第六10kV母线516连接第六环网；

其中，所述第一10kV母线511与所述第六10kV母线516通过第一联络线连接，所述第一联络线上设置有第一联络线断路器522；所述第二10kV母线512与所述第三10kV母线513通过第二联络线连接，所述第二联络线上设置有第二联络线断路器521；所述第四10kV母线514与所述第五10kV母线515通过第三联络线连接，所述第三联络线上设置有第二联络线断路器523。

具体实施例中，当所述第一主变电站1、所述第二主变电站2及所述第三主变电站3中若任一个出现故障时，则将与故障主变电站相连的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断，与所述10kV母线对应的环网通过相连的联络线断路器供电。当所述110kV母线若出现故障，且所述第一主变电站1、所述第二主变电站2及所述第三主变电站3中的任意两个失压，则将与故障主变电站相连的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断。当所述第一10kV母线511、所述第二10kV母线512、所述第三10kV母线513、所述第四10kV母线514、所述第五10kV母线515级所述第六10kV母线516中若任意一个故障，则将故障的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断，与所述故障的10kV母线对应的环网通过相连的联络线断路器供电。可以理解的是，本实施例中，同母合环电网中，共设置低压侧断路器设备9个，具体为，主变出线断路器6个，联络线断路器3个。若主变电站出现N-1的情况，也就是主变电站其中一个出现故障，则通过备自投动作，将故障的主变下的2段10kV母线分别转接至剩余2台主变电站供电，该情况下1台主变供电3段10kV母线，能力充足，无需考虑负载率大小。若110kV母线出现N-1的情况，则采用与主变电站侧措施一样，则通过备自投动作，将故障的主变下的2段10kV母线分别转接至剩余2台主变电站供电，该情况下1台主变供电3段10kV母线，能力充足，无需考虑负载率大小；但是若出现N-2的情况，通过备自投动作，最终导致2段10kV母线失压，剩余1台主变供电4段10kV母线。若10kV母线出现N-1的情况，不会造成主变失压，该母线上的10kV出线需由低压侧联络线转供。

出线侧断路器，所述出线侧断路器至少包括第一出线断路器、第二出线断路器、第三出线断路器、第四出线断路器、第五出线断路器、第六出线断路器、第七出线断路器、第八出线断路器、第九出线断路器、第十出线断路器、第十一出线断路器、第十二出线断路器；所述第一出线断路器和所述第二出线断路器设置于所述第一环网内且入线端分别连接第一10kV母线511；所述第三出线断路器和所述第四出线断路器设置于所述第二环网内且入线端分别连接第二10kV母线512；所述第五出线断路器和所述第六出线断路器设置于所述第三环网内且入线端分别连接第三10kV母线513；所述第七出线断路器和所述第八出线断路器设置于所述第四环网内且入线端分别连接第四10kV母线514；所述第九出线断路器和所述第十出线断路器设置于所述第五环网内且入线端分别连接第五10kV母线515；所述第十一出线断路器和所述第十二出线断路器设置于所述第六环网内且入线端分别连接第六10kV母线516。具体实施例中，当第一出线断路器、第二出线断路器、第三出线断路器、第四出线断路器、第五出线断路器、第六出线断路器、第七出线断路器、第八出线断路器、第九出线断路器、第十出线断路器、第十一出线断路器、第十二出线断路器中任一出现故障，则将与故障的出线断路器相对应的主变出线断路器或联络线断路器切断，所述出线断路器的出线端由相连的备用供电线101供电。可以理解的是，当第一出线断路器、第二出线断路器、第三出线断路器、第四出线断路器、第五出线断路器、第六出线断路器、第七出线断路器、第八出线断路器、第九出线断路器、第十出线断路器、第十一出线断路器、第十二出线断路器任一出现故障时，为了切除故障，且不影响其他正常供电，例如开关拒动的情况，则将由上一级断路器切除故障，不会造成主变失压，但所在10kV母线失压，该段10kV母线所有出线均需低压侧的备用供电线101转供电。

备用供电线101，所述备用供电线101的一端分别连接所述第一环网、所述第二环网、所述第三环网、所述第四环网、所述第五环网及所述第六环网；所述备用供电线101的另一端连接第四主变电站或第四变电站的低压环网。具体地，所述备用供电线101分别连接所述第一出线断路器、所述第二出线断路器、所述第三出线断路器、所述第四出线断路器、所述第五出线断路器、所述第六出线断路器、所述第七出线断路器、所述第八出线断路器、所述第九出线断路器、所述第十出线断路器、所述第十一出线断路器及所述第十二出线断路器的出线端。可以理解的是，备用供电线101连接至其他主变或变电站低压环网，以应对特殊情况导致环网的低压侧失压。

综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：

本发明提供的用于10kV配电网的同母合环电路，采用2个10kV线路合环运行，线路平均负载率控制在50％以下，同母合环运行，相邻的2个环网之间设置联络断路器，每组合环单元通过1条联络线路与其他合环单元联络，联络线来自不同变电站，规避变电站变低侧合环短路电流超标风险，线路故障时可实现不停电转供，供电可靠性高，满足N-1安全准则同时，还可满足母线的N-1，单一母线停电，其中，一个环网完全失电的情况下，因线路平均负载率控制在50％以下，可通过此联络线路将故障环网负荷全部转移至另外一个环网；实现当某一主变或母线停电后，有效将故障环网负载全部转供电。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种用于10kV配电网的同母合环电路，其特征在于，包括：

第一主变电站，所述第一主变电站的入线端连接110kV母线；所述第一主变电站的出线端通过第一主变出线断路器连接第一10kV母线，并通过第二主变出线断路器连接第二10kV母线；所述第一10kV母线连接第一环网；所述第二10kV母线连接第二环网；

第二主变电站，所述第二主变电站的入线端连接110kV母线；所述第二主变电站的出线端通过第三主变出线断路器连接第三10kV母线，并通过第四主变出线断路器连接第四10kV母线；所述第三10kV母线连接第三环网；所述第四10kV母线连接第四环网；

第三主变电站，所述第三主变电站的入线端连接110kV母线；所述第三主变电站的出线端通过第五主变出线断路器连接第五10kV母线，并通过第六主变出线断路器连接第六10kV母线；所述第五10kV母线连接第五环网；所述第六10kV母线连接第六环网；

其中，所述第一10kV母线与所述第六10kV母线通过第一联络线连接，所述第一联络线上设置有第一联络线断路器；所述第二10kV母线与所述第三10kV母线通过第二联络线连接，所述第二联络线上设置有第二联络线断路器；所述第四10kV母线与所述第五10kV母线通过第三联络线连接，所述第三联络线上设置有第二联络线断路器。

2.如权利要求1所述的用于10kV配电网的同母合环电路，其特征在于，还包括：出线侧断路器，所述出线侧断路器至少包括第一出线断路器、第二出线断路器、第三出线断路器、第四出线断路器、第五出线断路器、第六出线断路器、第七出线断路器、第八出线断路器、第九出线断路器、第十出线断路器、第十一出线断路器、第十二出线断路器；所述第一出线断路器和所述第二出线断路器设置于所述第一环网内且入线端分别连接第一10kV母线；所述第三出线断路器和所述第四出线断路器设置于所述第二环网内且入线端分别连接第二10kV母线；所述第五出线断路器和所述第六出线断路器设置于所述第三环网内且入线端分别连接第三10kV母线；所述第七出线断路器和所述第八出线断路器设置于所述第四环网内且入线端分别连接第四10kV母线；所述第九出线断路器和所述第十出线断路器设置于所述第五环网内且入线端分别连接第五10kV母线；所述第十一出线断路器和所述第十二出线断路器设置于所述第六环网内且入线端分别连接第六10kV母线。

3.如权利要求2所述的用于10kV配电网的同母合环电路，其特征在于，还包括：备用供电线，所述备用供电线的一端分别连接所述第一环网、所述第二环网、所述第三环网、所述第四环网、所述第五环网及所述第六环网；所述备用供电线的另一端连接第四主变电站或第四变电站的低压环网。

4.如权利要求3所述的用于10kV配电网的同母合环电路，其特征在于，所述备用供电线分别连接所述第一出线断路器、所述第二出线断路器、所述第三出线断路器、所述第四出线断路器、所述第五出线断路器、所述第六出线断路器、所述第七出线断路器、所述第八出线断路器、所述第九出线断路器、所述第十出线断路器、所述第十一出线断路器及所述第十二出线断路器的出线端。

5.如权利要求4所述的用于10kV配电网的同母合环电路，其特征在于，若所述第一主变电站、所述第二主变电站及所述第三主变电站中若任一个出现故障，则将与故障主变电站相连的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断，与所述10kV母线对应的环网通过相连的联络线断路器供电。

6.如权利要求5所述的用于10kV配电网的同母合环电路，其特征在于，若所述110kV母线若出现故障，且所述第一主变电站、所述第二主变电站及所述第三主变电站中的任意两个失压，则将与故障主变电站相连的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断。

7.如权利要求6所述的用于10kV配电网的同母合环电路，其特征在于，若所述第一10kV母线、所述第二10kV母线、所述第三10kV母线、所述第四10kV母线、所述第五10kV母线及所述第六10kV母线中任意一个故障，则将故障的10kV母线通过其上设置的主变出线断路器切断，与所述故障的10kV母线对应的环网通过相连的联络线断路器供电。

8.如权利要求7所述的用于10kV配电网的同母合环电路，其特征在于，若所述第一出线断路器、所述第二出线断路器、所述第三出线断路器、所述第四出线断路器、所述第五出线断路器、所述第六出线断路器、所述第七出线断路器、所述第八出线断路器、所述第九出线断路器、所述第十出线断路器、所述第十一出线断路器及所述第十二出线断路器中任一个出现故障，则将与故障的出线断路器相对应的主变出线断路器或联络线断路器切断，故障的出线断路器的出线端由相连的备用供电线供电。

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