CN112564177A - 一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法 - Google Patents

一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112564177A
CN112564177A CN202011505143.XA CN202011505143A CN112564177A CN 112564177 A CN112564177 A CN 112564177A CN 202011505143 A CN202011505143 A CN 202011505143A CN 112564177 A CN112564177 A CN 112564177A
Authority
CN
China
Prior art keywords
power supply
breaker
circuit breaker
switching
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011505143.XA
Other languages
English (en)
Inventor
刘械
张发斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Sakura Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Chongqing Sakura Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Sakura Energy Technology Co ltd filed Critical Chongqing Sakura Energy Technology Co ltd
Priority to CN202011505143.XA priority Critical patent/CN112564177A/zh
Publication of CN112564177A publication Critical patent/CN112564177A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00001—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00002—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00028—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment involving the use of Internet protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00036—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers
    • H02J13/0004—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving switches, relays or circuit breakers involved in a protection system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/12—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/16—Electric power substations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/20—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution using protection elements, arrangements or systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/12—Energy storage units, uninterruptible power supply [UPS] systems or standby or emergency generators, e.g. in the last power distribution stages
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/248—UPS systems or standby or emergency generators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法，系统包括中央处理器、电参量采集模块、DI采集模块、DO控制输出模块和显示模块；电参量采集模块有两路，分别用于采集10KV母线分段后形成的来自不同变电站的两路电源的三相电压和三相电流，中央处理器通过接收到的信号以判断两路电源是否同期；DI采集模块用于采集断路器的合分闸状态并将合分闸状态传输给中央处理器；DO控制输出模块的输出接外部执行机构，以根据中央处理器的输出指令控制外部执行机构进行合闸、分闸动作。本发明在原变压器经济运行系统的基础上进行方案设计，对两个不同电源点来源的供电系统实现了变压器经济运行功能。

Description

一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法
技术领域
本发明涉及一种可合环运行的变压器经济运行系统及运行方法，属于电力系统领域。本发明适用于10kV母线分段运行的配电网系统，解决母线分段后电压相位不同无法实现并列运行，以实现变压器经济运行为目的，从而提高配电设备的安全性、可靠性和经济性，为合理规划配电设施设备提供数据支持。
背景技术
现有的供配电系统通常采用10KV单母线供电方式，10kV母线不分段，变压器经济运行系统的电源相位相同，变压器的变比、绕组组别、阻抗在满足要求的情况下，下端的变压器出线侧的相位角度一致、电压大小幅度也一样，从而可以并列运行（低压母联合闸），然后根据不同的负荷进行判断后，采用不同的工作模式：单台运行或两台同时运行。
随着用户对电能质量的要求提升、电源容量的不断增加，用户的电源一般申请2路电源，由原有的10kV母线不分段改变为单母线分段，电源点来自不同的变电站。由于来自不同变电站的电源相位角度不同，如果在不同相位角合闸使两路电源连接在一起，就会对电网产生冲击，导致原有的变压器经济运行系统不实用于该供电模式。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法，以解决两个不同电源来源的供电系统实现变压器经济运行。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种支持双电源的变压器经济运行系统，包括中央处理器、电参量采集模块、DI采集模块、DO控制输出模块和显示模块；
所述电参量采集模块有两路，分别用于采集10KV母线分段后形成的来自不同变电站的两路电源的三相电压和三相电流，并将采集的信号传输给中央处理器；中央处理器通过接收到的电流信号计算负荷大小；中央处理器通过接收到的电压信号实现对两路电源的电压、相位的采集，并进行计算，以判断两路电源是否同期；
DI采集模块用于采集断路器的合分闸状态并将合分闸状态传输给中央处理器；中央处理器的一路输出接DO控制输出模块的输入，DO控制输出模块的输出接外部执行机构，所述外部执行机构包括两路电源的高压断路器QF1、QF5、两路电源的低压断路器QF2、QF4和低压母联断路器QF3；以根据中央处理器的输出指令控制外部执行机构进行合闸、分闸动作；
显示模块与中央处理器连接，用于人机交互，实现参数设置、状态显示、手动操作等功能。
进一步地，还包括电源模块，所述电源模块分别与中央处理器、电参量采集模块、DI采集模块、DO控制输出模块和显示模块连接，用于为连接对象提供工作电源。
本发明同时提供了一种支持双电源的变压器经济运行方法，用于控制10KV母线分段后形成的来自不同变电站的两路电源，两路电源分别通过变压器T1、T2形成高压侧和低压侧，第一电源具有高压断路器QF1和低压断路器QF2，第二电源具有高压断路器QF5和低压断路器QF4，两路电源低压侧出线间通过母联断路器QF3连接；先获得上述支持双电源的变压器经济运行系统；然后按如下步骤进行：
1）通过电参量采集模块分别采集两路电源的高压侧三相电压和低压侧三相电流；
2）第一电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤3）；否则进入步骤6）；3）第二电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤4）；否则进入步骤8）；
4）通过经济运行方式判断，以确定是否需要切换当前运行方式，如是则进入步骤5），否则维持当前运行方式；
5）中央处理器通过接收到的两路电压信号对两路电源的电压、相位进行采集，并进行计算，以判断两路电源是否同期；在检测到同期时，发出执行指令给DO控制输出模块，并结合DI采集模块采集到的断路器的分合闸状态，由DO控制输出模块控制相应的断路器分合闸；
6）第二电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤7）；否则发出电源故障报警；
7）进入第二电源独立供电模式；依次分开断路器QF2、断路器QF4、断路器QF3，再依次合上断路器QF5、断路器QF4、断路器QF3，最后分开断路器QF1；
8）进入第一电源独立供电模式；依次分开断路器QF4、断路器QF2、断路器QF3，再依次合上断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3，最后分开断路器QF5。
其中，步骤5）有如下四种运行切换方式，每种方式断路器的具体分合顺序如下，
方式一：第一电源工作方式切换到第二电源工作方式：在检测到同期时依次合上断路器QF5和断路器QF4，再依次分开断路器QF2和断路器QF1；
方式二：第二电源工作方式切换到第一电源工作方式：在检测到同期时依次合上断路器QF1和断路器QF2，再依次分开断路器QF4和断路器QF5；
方式三：两路电源分列运行方式切换到第一电源工作方式：在检测到同期时合上断路器QF3，再依次分开断路器QF4和断路器QF5；
方式四：两路电源分列运行方式切换到第二电源工作方式：在检测到同期时合上断路器QF3，再依次分开断路器QF2和断路器QF1。
优选地，在步骤5）中，中央处理器对两路电源检同期后，根据执行机构的动作时间，提前发送执行指令，以便在最小相位差时进行合环操作，从而减少对电网的冲击。
进一步地，所述显示模块有两套，一套显示模块就近安装于配电室的控制屏柜上；另外一套显示模块通过网络安装于远端值班室，方便运行人员远程监控操作。
本发明系统设置投切动作阈值，投切动作阈值为计算出的当前运行模式投切值基础上上下浮动适当比例而形成的一个范围值，当经济运行模式对应的投切值不在该范围内，切换当前运行模式到经济运行模式，防止在临界条件下运行模式的频繁切换和断路器频繁合分闸，提高设备的寿命。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明在原变压器经济运行系统的基础上进行方案设计，对两个不同电源点来源的供电系统实现了变压器经济运行功能。
2、本发明既支持10kV母线分段的供电方式，又支持10kV母线不分段供电的运行模式（此模式相当于10kV母线分段供电方式的特例），可以大大提高原变压器经济运行的适用范围，同时提高供配电系统的经济性，可以大大节省电能损耗。
3、本系统可实现两路电源同期检测合环投入、变压器经济运行、备自投功能，减少了设备的重复投入，简化了运维难度，降低了运维人员的专业技能要求。
附图说明
图1-本发明系统一次图。
图2-本发明系统结构示意图。
图3-本发明系统整体流程图。
图4-本发明可合环切换的经济运行系统流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。
本发明支持双电源的变压器经济运行系统，包括中央处理器、电参量采集模块、DI采集模块、DO控制输出模块、显示模块和电源模块等。
中央处理器作为整个系统的控制中心，负责整个装置的运行控制；中央处理器连接电参量采集模块、DO控制输出模块、DI采集模块、显示模块。
所述电参量采集模块有两路，分别用于采集10KV母线分段后形成的来自不同变电站的两路电源的三相电压和三相电流，并将采集的信号传输给中央处理器；中央处理器通过接收到的电流信号计算负荷大小；中央处理器通过接收到的电压信号实现对两路电源的电压、相位的采集，并进行计算，以判断两路电源是否同期。
DI采集模块用于采集断路器的合分闸状态并将合分闸状态传输给中央处理器；中央处理器的一路输出接DO控制输出模块的输入，DO控制输出模块的输出接外部执行机构，所述外部执行机构包括两路电源的高压断路器QF1、QF5、两路电源的低压断路器QF2、QF4和低压母联断路器QF3；以根据中央处理器的输出指令控制外部执行机构进行合闸、分闸动作。
显示模块与中央处理器连接，用于人机交互，实现参数设置、状态显示、手动操作等功能。
电参量采集模块用于采集变压器高压侧电压和低压侧的电流，主要包括两回路的电流和两回路的电压；具体为：（a）通过在低压侧一次回路中安装电流互感器，将电流互感器的数据接入中央处理器，用于计算负荷的大小；一次回路指主回路（能承受高电压，大电流的），二次回路指控制、保护等；（b）将高压侧一次回路中的电压通过电压互感器采集的电压数据接入中央处理器，实现对两路相同/不同电源的电压的频率、相位和幅值进行采集，并进行计算，作为判断两路电源的同期的数据源。
电源模块为整个装置各模块提供工作电源，保证不同电源点对系统进行供电时，该装置的各部件能够正常工作。
本发明支持双电源的变压器经济运行方法，用于控制10KV母线分段后形成的来自不同变电站的两路电源，两路电源分别通过变压器T1、T2形成高压侧和低压侧，第一电源具有高压断路器QF1和低压断路器QF2，第二电源具有高压断路器QF5和低压断路器QF4，两路电源低压侧出线间通过母联断路器QF3连接；其特征在于：先获得上述的支持双电源的变压器经济运行系统；然后按如下步骤进行：
2）通过电参量采集模块分别采集两路电源的高压侧三相电压和低压侧三相电流；
2）第一电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤3）；否则进入步骤6）；3）第二电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤4）；否则进入步骤8）；
4）通过经济运行方式判断，以确定是否需要切换当前运行方式，如是则进入步骤5），否则维持当前运行方式；输入变压器参数数据后，系统自动计算各种运行模式的投切值（投切值为两变压器的综合损耗），投切值小的运行模式即为经济运行模式；如果当前模式不是经济运行模式，则切换到经济运行模式。
5）中央处理器通过接收到的两路电压信号对两路电源的电压、相位进行采集，并进行计算，以判断两路电源是否同期；在检测到同期时，发出执行指令给DO控制输出模块，并结合DI采集模块采集到的断路器的分合闸状态，由DO控制输出模块控制相应的断路器分合闸；
6）第二电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤7）；否则发出电源故障报警；
7）进入第二电源独立供电模式；依次分开断路器QF2、断路器QF4、断路器QF3，再依次合上断路器QF5、断路器QF4、断路器QF3，最后分开断路器QF1；
8）进入第一电源独立供电模式；依次分开断路器QF4、断路器QF2、断路器QF3，再依次合上断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3，最后分开断路器QF5。
其中步骤5）有如下四种运行切换方式，每种方式断路器的具体分合顺序如下，
方式一：第一电源工作方式切换到第二电源工作方式：在检测到同期时依次合上断路器QF5和断路器QF4，再依次分开断路器QF2和断路器QF1；
方式二：第二电源工作方式切换到第一电源工作方式：在检测到同期时依次合上断路器QF1和断路器QF2，再依次分开断路器QF4和断路器QF5；
方式三：两路电源分列运行方式切换到第一电源工作方式：在检测到同期时合上断路器QF3，再依次分开断路器QF4和断路器QF5；
方式四：两路电源分列运行方式切换到第二电源工作方式：在检测到同期时合上断路器QF3，再依次分开断路器QF2和断路器QF1。
中央处理器对两路电源检同期后，根据执行机构的动作时间，提前发送执行指令，以便在最小相位差时进行合环操作，从而减少对电网的冲击。
所述显示模块有两套，一套显示模块就近安装于配电室的控制屏柜上；另外一套显示模块通过网络安装于远端值班室，方便运行人员远程监控操作。
本发明各功能的具体技术实现如下：
（一）系统整体控制流程为：上电开机后，系统先进行初始化工作，包括采集装置的初始诊断、系统运行参数设置、工作模式初始设置等。之后根据系统变量的设置情况进入自动运行模式。
（三）数据显示管理：该系统支持两路显示模块，一路显示可就近安装于配电室的控制屏柜上；另外一路可以通过网络安装于值班室，方便运行人员远程操作管理。
（四）同期检测功能：通过电参量采集模块采集两路电源的电压信号，采用相应傅里叶分析计算出电压的频率、幅值和相位；实现对两路电源的同期判断，根据要求进行合分闸的管理与控制。
（五）远程控制功能：当用户办理完相应送电手续后，管理人员实现远程送电功能。
（六）统计功能：分别显示两段负荷、总负荷、日负荷（15分钟间隔）、月负荷统计、年负荷统计；断路器合分闸次数统计等；
（七）预警提示功能：当负荷达到预警动作时，提醒运维人员即将动作。
（八）在线设定功能：系统运行参数在线设置，输入确认立即生效。
（九）防震荡功能：输入变压器参数数据后，系统自动计算各种运行模式的投切值（投切值为两变压器的综合损耗），投切值小的运行模式即为经济运行模式；同时系统还设置投切动作阈值，投切动作阈值通常为计算出的当前运行模式投切值基础上上下浮动适当比例而形成的一个范围值，当经济运行模式对应的投切值不在该范围内，才切换当前运行模式到经济运行模式，防止在临界条件下运行模式的频繁切换和断路器频繁合分闸，提高设备的寿命。
（十）闭锁功能：系统检测到设备反馈状态与要求不符，系统将停止后续控制指令的发送。
（十一）预控制：系统对两路电源检同期后，根据系统执行机构的动作时间，提前发送执行指令，保证在最小相位差时进行合环操作，减少对系统的冲击。
（十二）高低压备自投功能：系统根据检测的运行状态，自动对失电回路进行供电控制，确保系统运行。
（十三）多模式选择：可以运行在变压器经济运行模式（中间过渡过程需要合环运行，合环运行是指两个不同电源都带电，通过检测同期后动作）、备自投模式（由任意模式进入I段/II段单独供电）。
（十四）电能质量管理功能：中央处理器通过电参量采集模块，可以对监测点的电能质量进行监测，对电能质量进行评估。
（十五）支持数据远程功能，提供MODBUS-TCP通信协议。
（十六）I段独立供电（II段无电源）切换过程：依次分QF4、QF2、QF3，依次合QF1，QF2，QF3，最后分QF5，避免变压器合闸冲击，进入1段供电。
（十七）II段独立供电（I段无电源）切换过程：依次分QF2、QF4、QF3，依次合QF5，QF4，QF3，最后分QF1，避免变压器合闸冲击，进入II段供电。
（十八）电源V1和V2均正常情况下的投切过程（此为经济运行模式，双电源切换过程中需要合环运行）：
（1）I段工作到II段工作：合QF5（同期）、QF4（同期），分QF2，分QF1。
（2）II段工作到I段工作：合QF1（同期）、QF2（同期），分QF4，分QF5。
（3）分列运行到I段工作：合QF3（同期）,分QF4，分QF5。
（4）分列运行到II段工作：合QF3（同期）,分QF2，分QF1。
本发明特点和效果：
1.中央处理器对两路电压（A、B、C三相）、电流（A、B、C三相）进行采集，通过计算得出电压幅值和相位、电流幅值和相位、频率、有功功率、无功功率、视在功率、电压谐波、电流谐波等电参量数据。
2.采用一个CPU进行两路电流、电压等电参量数据的采集，可准确的检测两路电源的同期点，并进行同期的预判，结合执行机构的动作时间，实现合环控制，减少对电网系统的冲击；
3.可以在同一系统硬件平台实现对两路电源的同期检测与控制（双电源供电模式下的过度方案）、变压器经济运行系统（正常状态）、故障状态下的备自投管理功能。
4、该系统若10KV母线为不分段（即I段与II段母线为同一段母线）是该系统的特例，即V1电源与V2电源的频率、幅值、相位完全相同，完全可以满足运行要求，提高了变压器经济运行系统的实用性。
本发明具有的相关功能介绍：
由于采用了嵌入式实时操作系统,使设备更加智能化，从而提升了设备运行的可靠性、系统的扩展性、操作的灵活性。
支持短信报警，同时拨打接收人手机，可以提高对设备监控实时性。
合/分闸机构本身自带短路、过载保护等功能，可大大提高供电系统的安全性和可靠性，保证用户的电力设备正常使用。
系统使用软件保护，可进一步降低硬件设备的二次投入，当用户的电力负荷改变时，仅通过修改软件实现控制，降低了硬件的修改和接线等工作。
电力计量设备均通过第三方机构进行认证，只要满足相应通信规约即可接入系统进行使用。
参数可远程设置，降低了维护人员的工作难度，提高了工作效率。
本方案能降低电力设备和线路的安全隐患，提高配电线路的安全性、可靠性和经济性，能有效提高对用户电力负荷的管理，提升电力公司的管理能力，提高供电质量，减少因部份小动力负荷造成的大面积（变压器台区）的停电影响。
具备对接入设备的的健康管理。
最大的特点就是实现双电源正常时的经济运行系统，单电源工作时实现备自投功能。
系统设置紧急按钮，紧急情况下停止系统工作。
系统设置投入/退出压板，可以直观管理设置，避免误操作。
系统设置本地/远程，可以实现远程、本地的控制。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种支持双电源的变压器经济运行系统，其特征在于：包括中央处理器、电参量采集模块、DI采集模块、DO控制输出模块和显示模块；
所述电参量采集模块有两路，分别用于采集10KV母线分段后形成的来自不同变电站的两路电源的三相电压和三相电流，并将采集的信号传输给中央处理器；中央处理器通过接收到的电流信号计算负荷大小；中央处理器通过接收到的电压信号实现对两路电源的电压、相位的采集，并进行计算，以判断两路电源是否同期；
DI采集模块用于采集断路器的合分闸状态并将合分闸状态传输给中央处理器；中央处理器的一路输出接DO控制输出模块的输入，DO控制输出模块的输出接外部执行机构，所述外部执行机构包括两路电源的高压断路器QF1、QF5、两路电源的低压断路器QF2、QF4和低压母联断路器QF3；以根据中央处理器的输出指令控制外部执行机构进行合闸、分闸动作；
显示模块与中央处理器连接，用于人机交互，实现参数设置、状态显示、手动操作等功能。
2.根据权利要求1所述的一种支持双电源的变压器经济运行系统，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块分别与中央处理器、电参量采集模块、DI采集模块、DO控制输出模块和显示模块连接，用于为连接对象提供工作电源。
3.一种支持双电源的变压器经济运行方法，用于控制10KV母线分段后形成的来自不同变电站的两路电源，两路电源分别通过变压器T1、T2形成高压侧和低压侧，第一电源具有高压断路器QF1和低压断路器QF2，第二电源具有高压断路器QF5和低压断路器QF4，两路电源低压侧出线间通过母联断路器QF3连接；其特征在于：先获得权利要求1所述的一种支持双电源的变压器经济运行系统；然后按如下步骤进行：
通过电参量采集模块分别采集两路电源的高压侧三相电压和低压侧三相电流；
2）第一电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤3）；否则进入步骤6）；3）第二电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤4）；否则进入步骤8）；
4）通过经济运行方式判断，以确定是否需要切换当前运行方式，如是则进入步骤5），否则维持当前运行方式；
5）中央处理器通过接收到的两路电压信号对两路电源的电压、相位进行采集，并进行计算，以判断两路电源是否同期；在检测到同期时，发出执行指令给DO控制输出模块，并结合DI采集模块采集到的断路器的分合闸状态，由DO控制输出模块控制相应的断路器分合闸；
6）第二电源高压侧三相电压是否正常；如正常，则进入步骤7）；否则发出电源故障报警；
7）进入第二电源独立供电模式；依次分开断路器QF2、断路器QF4、断路器QF3，再依次合上断路器QF5、断路器QF4、断路器QF3，最后分开断路器QF1；
8）进入第一电源独立供电模式；依次分开断路器QF4、断路器QF2、断路器QF3，再依次合上断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3，最后分开断路器QF5。
4.根据权利要求3所述的一种支持双电源的变压器经济运行方法，其特征在于：步骤5）有如下四种运行切换方式，每种方式断路器的具体分合顺序如下，
方式一：第一电源工作方式切换到第二电源工作方式：在检测到同期时依次合上断路器QF5和断路器QF4，再依次分开断路器QF2和断路器QF1；
方式二：第二电源工作方式切换到第一电源工作方式：在检测到同期时依次合上断路器QF1和断路器QF2，再依次分开断路器QF4和断路器QF5；
方式三：两路电源分列运行方式切换到第一电源工作方式：在检测到同期时合上断路器QF3，再依次分开断路器QF4和断路器QF5；
方式四：两路电源分列运行方式切换到第二电源工作方式：在检测到同期时合上断路器QF3，再依次分开断路器QF2和断路器QF1。
5.根据权利要求3所述的一种支持双电源的变压器经济运行方法，其特征在于：步骤5）中，中央处理器对两路电源检同期后，根据执行机构的动作时间，提前发送执行指令，以便在最小相位差时进行合环操作，从而减少对电网的冲击。
6.根据权利要求3所述的一种支持双电源的变压器经济运行方法，其特征在于：所述显示模块有两套，一套显示模块就近安装于配电室的控制屏柜上；另外一套显示模块通过网络安装于远端值班室，方便运行人员远程监控操作。
7.根据权利要求3所述的一种支持双电源的变压器经济运行方法，其特征在于：系统设置投切动作阈值，投切动作阈值为计算出的当前运行模式投切值基础上上下浮动适当比例而形成的一个范围值，当经济运行模式对应的投切值不在该范围内，切换当前运行模式到经济运行模式，防止在临界条件下运行模式的频繁切换和断路器频繁合分闸，提高设备的寿命。
CN202011505143.XA 2020-12-18 2020-12-18 一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法 Pending CN112564177A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011505143.XA CN112564177A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011505143.XA CN112564177A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112564177A true CN112564177A (zh) 2021-03-26

Family

ID=75063556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011505143.XA Pending CN112564177A (zh) 2020-12-18 2020-12-18 一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112564177A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09308107A (ja) * 1996-05-10 1997-11-28 Toshiba Corp 電力系統監視制御装置
CN201868896U (zh) * 2010-08-17 2011-06-15 重庆市电力公司城区供电局 变压器经济运行系统
CN102315813A (zh) * 2010-10-27 2012-01-11 重庆市电力公司 变压器经济运行智能控制系统
CN202513590U (zh) * 2012-04-06 2012-10-31 邢台供电公司 一种变压器经济运行控制系统
CN104037936A (zh) * 2014-07-10 2014-09-10 凯里供电局 一种可实现备自投功能的配变经济运行控制方法
CN104993576A (zh) * 2015-07-20 2015-10-21 上海致维自动化控制有限公司 双路电源自动转换开关控制器及方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09308107A (ja) * 1996-05-10 1997-11-28 Toshiba Corp 電力系統監視制御装置
CN201868896U (zh) * 2010-08-17 2011-06-15 重庆市电力公司城区供电局 变压器经济运行系统
CN102315813A (zh) * 2010-10-27 2012-01-11 重庆市电力公司 变压器经济运行智能控制系统
CN202513590U (zh) * 2012-04-06 2012-10-31 邢台供电公司 一种变压器经济运行控制系统
CN104037936A (zh) * 2014-07-10 2014-09-10 凯里供电局 一种可实现备自投功能的配变经济运行控制方法
CN104993576A (zh) * 2015-07-20 2015-10-21 上海致维自动化控制有限公司 双路电源自动转换开关控制器及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
华中工学院，武汉水利电力学院合编: "《企业供电系统及运行[M]》", 北京：电力工业出版社, pages: 77 - 78 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111049112B (zh) 一种10kV环网配电线路自动化故障隔离及自愈的控制系统及方法
CN110380378B (zh) 分布式10kv配电网测控保护方法
CN102623994B (zh) 微网运行方式的站域控制方法和系统
CN112072775A (zh) 自适应10kV母线运行方式的单体式备自投系统
CN109560608B (zh) 一种分布式光伏接入配电网的智能管控系统
CN113241782A (zh) 一种低压智能断路器及其控制方法和应用
CN102185372B (zh) 基于ems的备自投控制模型的生成方法及装置
CN112564177A (zh) 一种支持双电源的变压器经济运行系统及运行方法
CN201928091U (zh) 智能型配电电能管理集控柜
CN210270616U (zh) 一种适用于自动化终端的硬件在环测试平台
CN114598260A (zh) 一种基于融合终端的光伏电站台区管理系统及其管理方法
CN211930338U (zh) 一种供电控制电源远程智能监控系统
CN114188941A (zh) 一种台区智能融合终端系统及其应用方法
CN114336980A (zh) 一种基于指令发信的智能云配电方法与系统
CN113937766A (zh) 一种多级联网荷控制方法、系统及互动终端
CN112467721A (zh) 一种三电源供电系统控制装置
CN216599905U (zh) 一种基于物联网的开关站信息远传装置
CN215267767U (zh) 一种380v低压双电源自投自复切换装置
CN220087006U (zh) 铁路数字化主变备自投系统
CN108258704A (zh) 一种主动负荷调控方法、装置及系统
CN220156284U (zh) 一种为多台发电机组提供备用电源的厂用电切换系统
CN218526139U (zh) 一种变电站主控系统和变电系统
CN210111693U (zh) 一种终端配电采集系统
CN210123892U (zh) 低压联络开关箱
CN216134308U (zh) 一种新型智慧台区

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination