单母线分三段环形接线结构及其运行方法与流程

本发明涉及供配电领域，具体涉及一种单母线分三段环形接线结构及其运行方法。

背景技术：

《供配电系统设计规范》gb50052-2009第3.0.3条规定：“一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统”，也就是说特别重要的一级负荷要求三个及以上进线电源供电。

对于上述特别重要的负荷，一般作法是直接引三回电源，或直接引高压电源的情况下，再设自备电源(如：柴油机)。

传统的进线电源引接方式是通过进线开关接入母线，如果一段母线接入了二个或二个以上电源，则电源之间通过备自投及闭锁控制供电电源的投入和退出。

三个进线电源配电系统供电接线方式有：

1)单母线或单母线分段接线；

2)双母线接线；

3)带有旁路母线的双母线接线。

单母线或单母线分段接线的优点是结构简单，经济性好，但缺点是可靠性和灵活性很差；双母线和带有旁路母线的双母线接线的优点是可靠性和灵活性好，缺点是结构复杂，设备体积大，经济性差。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种单母线分三段环形接线结构及其运行方法，可靠性更高，经济性好，特别适合于对可靠性要求极高的特别重要的负荷。

为实现上述目的，本发明所设计的一种单母线分三段环形接线结构，将单母线分为第一专用馈电母线、专用备用母线和第二专用馈电母线三段，所述第一专用馈电母线和第二专用馈电母线上接有负荷，所述第一专用馈电母线通过第一专用进线电源开关连有一回进线电源，所述第二专用馈电母线通过第二专用进线电源开关连有一回进线电源，所述专用备用母线通过备母专用进线电源开关连有一回进线电源，所述第一专用馈电母线与所述专用备用母线之间连有一备联络线，所述第二专用馈电母线与所述专用备用母线之间连有二备联络线，所述第一专用馈电母线与所述第二专用馈电母线之间连有一二备联络线，所述一备联络线、二备联络线和一二备联络线的两端均设有联络开关。

优选地，所述专用备用母线通过所述备母专用进线电源开关连有两回和两回以上进线电源，则进线电源之间通过互锁投入一回进线电源，其它进线电源处于备用状态。

优选地，所述第一专用进线电源开关、第二专用进线电源开关和备母专用进线电源开关的状态由与其连接的进线电源是否带电决定，当进线电源带电时，处于合闸状态，当进线电源不带电时，处于分闸状态。

优选地，所述一备联络线、二备联络线和一二备联络线上的联络开关通过所述第一专用馈电母线、专用备用母线和第二专用馈电母线上的带电信号进行备自投切换。

优选地，当所述第一专用馈电母线或第二专用馈电母线失电时，所述专用备用母线为最高优先级投入。

优选地，当一段专用馈电母线的进线电源开关处于分闸状态时，与该段专用馈电母线相连的两根联络线有且只有一根处于联络状态。

优选地，所述一备联络线、二备联络线和一二备联络线两端的联络开关至少有一台为断路器，另一台为断路器或隔离开关。

一种所述单母线分三段环形接线结构的运行方法，包括如下工况：

1)正常工况下，所述进线电源均带电，所述第一专用馈电母线、专用备用母线和第二专用馈电母线三段分段运行，所述一备联络线、二备联络线和一二备联络线均断开；

2)当所述第一专用馈电母线连接的进线电源失电时，所述第一专用进线电源开关断开，检测所述专用备用母线是否带电，若所述专用备用母线带电，则投入所述一备联络线上的联络开关使所述一备联络线处于联络状态，若所述专用备用母线不带电，则投入所述一二备联络线上的联络开关使所述一二备联络线处于联络状态；

3)当所述第二专用馈电母线连接的进线电源失电时，所述第二专用进线电源开关断开，检测所述专用备用母线是否带电，若所述专用备用母线带电，则投入所述二备联络线上的联络开关使所述二备联络线处于联络状态，若所述专用备用母线不带电，则投入所述一二备联络线上的联络开关使所述一二备联络线处于联络状态。

优选地，工况2)中，当所述第一专用馈电母线连接的进线电源失电且所述专用备用母线不带电时，投入所述一备联络线和二备联络线上的联络开关使所述一备联络线和二备联络线均处于联络状态。

优选地，工况3)中，当所述第二专用馈电母线连接的进线电源失电且所述专用备用母线不带电时，投入所述二备联络线和一备联络线上的联络开关使所述二备联络线和一备联络线均处于联络状态。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、通过设置专用备用母线，并可在专用备用母线上接入多个可靠的备用电源，可靠性更高；

2、通过设置专用备用母线，隔离负荷端事故对母线的影响，提高了备用电源的可靠性；

3、通过枚举固定组合运行方案，通过母线带电信号使用备自投切换联络开关并控制运行方案，保证开关切换的可靠性；

4、设备采用的是单母线柜，比双母线柜的结构简单，体积小。

附图说明

图1为本发明单母线分三段环形接线结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明单母线分三段环形接线结构，将单母线分为第一专用馈电母线mb、专用备用母ma和第二专用馈电母线mc三段，第一专用馈电母线mb和第二专用馈电母线mc上接有负荷，第一专用馈电母线mb通过第一专用进线电源开关mb1连有一回进线电源dy2，第二专用馈电母线mc通过第二专用进线电源开关mc1连有一回进线电源dy3，专用备用母线ma通过备母专用进线电源开关ma1连有一回进线电源dy1，第一专用馈电母线mb与专用备用母线ma之间连有一备联络线ma-mb，第二专用馈电母线mc与专用备用母线ma之间连有二备联络线ma-mc，第一专用馈电母线mb与第二专用馈电母线mc之间连有一二备联络线mb-mc，一备联络线ma-mb、二备联络线ma-mc和一二备联络线mb-mc的两端均设有联络开关。

其中，如图1所示，设有专用备用母ma，第一专用馈电母线mb，第二专用馈电母线mc，备母专用进线电源开关ma1，第一专用进线电源开关mb1，第二专用进线电源开关mc1，进线电源dy1，进线电源dy2，进线电源dy2，一备联络线ma-mb，二备联络线ma-mc，一二备联络线mb-mc，一备联络线ma-mb两端设有联络开关ma2和mb2，二备联络线ma-mc两端设有联络开关ma3和mc3，一二备联络线mb-mc两端设有联络开关mb3和mc2。

另外，第一专用进线电源开关、第二专用进线电源开关和备母专用进线电源开关的状态由与其连接的进线电源是否带电决定，当进线电源带电时，处于合闸状态，当进线电源不带电时，处于分闸状态。

本实施例中，一备联络线、二备联络线和一二备联络线上的联络开关通过第一专用馈电母线、专用备用母线和第二专用馈电母线上的带电信号进行备自投切换，当第一专用馈电母线或第二专用馈电母线失电时，专用备用母线为最高优先级投入，当一段专用馈电母线的进线电源开关处于分闸状态时，与该段专用馈电母线相连的两根联络线有且只有一根处于联络状态。

本实施例中，一备联络线、二备联络线和一二备联络线两端的联络开关至少有一台为断路器，另一台为断路器或隔离开关。

在其它实施例中，若专用备用母线通过备母专用进线电源开关连有两回和两回以上进线电源，则进线电源之间通过互锁投入一回进线电源，其它进线电源处于备用状态。

本实施例的运行方式主要由进线电源是否带电、各个进线电源开关以及联络开关的“合闸”和“分闸”状态确定，其运行方法，即进线电源开关以及联络线的状态关系如表一所示，包括如下工况：

1)正常工况下，进线电源均带电，第一专用馈电母线、专用备用母线和第二专用馈电母线三段分段运行，一备联络线、二备联络线和一二备联络线均断开；

2)当第一专用馈电母线连接的进线电源失电时，第一专用进线电源开关断开，检测专用备用母线是否带电，若专用备用母线带电，则投入一备联络线上的联络开关使一备联络线处于联络状态，若专用备用母线不带电，则投入一二备联络线上的联络开关使一二备联络线处于联络状态；

3)当第二专用馈电母线连接的进线电源失电时，第二专用进线电源开关断开，检测专用备用母线是否带电，若专用备用母线带电，则投入二备联络线上的联络开关使二备联络线处于联络状态，若专用备用母线不带电，则投入一二备联络线上的联络开关使一二备联络线处于联络状态。

工况2)中，当第一专用馈电母线连接的进线电源失电且专用备用母线不带电时，投入一备联络线和二备联络线上的联络开关使一备联络线和二备联络线均处于联络状态。

工况3)中，当第二专用馈电母线连接的进线电源失电且专用备用母线不带电时，投入二备联络线和一备联络线上的联络开关使二备联络线和一备联络线均处于联络状态。

其中，进线电源是否带电决定了进线电源开关的状态，当进线电源带电时，相应进线电源开关处于“合闸”状态，当进线电源不带电时，相应进线电源开关处于“分闸”状态。

同时，各工况下，联络线状态与联络开关的关系如表二所示，枚举了联络线状态与两端联络开关的各种工况，两端联络开关的合分决定了联络线的状态，当两端联络开关都“合闸”时，相应联络线处于“接通”状态，当两端联络开关中有一个处于“分闸”时，相应联络线处于“开断”状态。

表一进线电源开关合闸、分闸与联络线状态关系

其中，联络线状态接通是指联络线两端的联络开关均处于合闸状态，联络线状态开断是指联络线两端的联络开关至少有一个处于断开状态。

表二联络线状态与联络开关合、分关系

在本实施例中，通过备自投逻辑自动控制和操作进线断路器进线电源开关和联络开关，依据表一确定进线电源开关的合闸、分闸与联络线状态，确定联络线状态后，依据表二确定联络开关的合、分，即通过控制进线电源开关的合闸、分闸控制进线电源的接入和断开，通过控制联络开关的合闸、分闸控制联络线的开断和联络，同时，通过上一级监控系统、备自投装置或现地操作按钮操作进线电源开关和联络开关的合分。

在具体操作中，任何两段母线都“有电”时，其间的联络开关不允许合闸操作；任意一段母线的所有联络开关都断开时，其进线电源开关才允许合闸操作。

本实施例在实施时，三段母线的开关柜设备布置方案可根据负荷对电源的要求，布置在单个配电室，也可布置在两个或三个配电室。如果布置在单个配电室，母线之间的联络可采用铜排或电缆，如果布置在两个或三个配电室，母线之间的联络采用电缆。根据设备布置及负荷要求，母线之间的联络线两端设置断路器柜，或一端设置断路器柜，一端设置隔离开关柜(手车柜)。

本实施例在实施时，通过母线带电信号确定运行方案，根据新的运行方案检测所有联络开关的关合状态，并改变与本运行方案不符的联络开关的关合状态，使之所有开关符合新的运行方案。通过备自投控制运行方案，并接入上一级监控系统，实现上一级监控系统对供电系统的全面控制。

本发明特别适合于中、低压配电系统中对可靠性要求极高的特别重要的负荷。主要适合以下场合：

1)《供配电系统设计规范》(gb50052-2009)中规定的“特别重要的一级负荷”；

2)《水利发电厂厂用电设计规程》(nb/t35044-2014)中规定的“ⅰ类负荷”；

3)《火力发电厂厂用电设计规程》(dl/t5153-2014)中规定的“0类负荷”及“非0类负荷”中的“ⅰ类负荷”；

4)其他重要场合中特别重要的一级负荷。

例如，三峡垂直升船机是目前世界上规模最大的齿轮齿条爬升式垂直升船机，为了确保垂直升船机的运行安全，对供电的可靠性提出了非常高的要求，因此，10kv系统采用了本实施例中的单母线分三段环形接线。

为提高升船机供电的可靠性，在升船机南、北两侧分别设置10kv变电所，南侧10kv变电所设置二段母线，二回进线电源，北侧10kv变电所设置一段母线，一回进线电源。南侧10kv变电所二段母线中，一段作为专用备用母线，一段作为第一专用馈电母线，北侧10kv变电所一段母线作为第二专用馈电母线。南侧变电所内的二段10kv母线用铜母线连接，南侧变电所的二段10kv母线，每段与北侧变电所的10kv母线均用一根10kv电缆连接。

两个变电所所有的联络开关都采用断路器(其中南侧10kv变电所专用馈电母线和专用备用母线间仅设置1台联络开关)。

三峡升船机已运行一年多，10kv系统采用单母线分三段环形接线满足了供电可靠性的要求。

本发明单母线分三段环形接线结构及其运行方法针对三个及以上进线电源，通过全新的高可靠性的电气主接线结构及相应的运行方式，采用固定组合的程序化控制策略构建了高可靠性的配电系统。