10kV配电线路不停电交流融冰兼电压和无功优化系统的制作方法

本实用新型属于10kv配电线路的安全运行和节能降损领域，具体涉及一种10kv配电线路不停电交流融冰兼电压和无功优化系统。

背景技术：

近年来随着极端气候出现的频次增加，我国很多山区10kv架空配电线路经常出现冬天覆冰断线的故障，降低了供电的可靠性，同时还造成很大的财产和经济损失。这些10kv线路还往往存在线径小，线路长，配电变压器数量多，导致线路末端低电压、线路损耗大。上述原因造成的供电可靠性和供电质量的降低严重影响了供电区域内的居民生活质量和国民经济的发展。因此对山区10kv架空配电线路进行融冰保电、提高电压质量和降低损耗的工作迫在眉睫。

近年来发展起来的直流融冰技术能够很好地解决输电线路的覆冰断线故障问题，已经在两大电网中得到广泛的应用。由于我国的输电网冗余度比较高，因此直流融冰时可以做到“停线不停电”。但我国的10kv配电网比较薄弱、冗余度比较低，特别是山区10kv配电网基本上没有冗余，一旦一条10kv配电线路需要停运，则该条线路上的所有用户均失电。且由于在直流电压下，10kv配电变压器的高压绕组是一个直流电阻，而一条10kv配电线路上有大量的10kv配电变压器，如果采用直流融冰技术很可能损坏10kv配电变压器(因为有较大的直流电流通过配电变压器的高压绕组)，融冰效果也受影响(因为部分直流融冰电流被10kv配电变压器分流)。因此直流融冰技术不适合10kv配电线路的融冰，需要采用交流融冰技术。

《浙江电力》2016年第11期发表的一篇文章“一种配电网线路不停电融冰方法”旨在解决10kv配电线路的覆冰断线问题，但对于被融冰的线路段需要降低电压，因此融冰时这段线内的用户不能够正常用电；且当被融冰的线路段的下游的负荷很小时，不能够达到融冰的效果。还有三个针对配电线路融冰的专利(cn107658778a；cn201220619385.6；cn205882638u)，其共同的缺点是：1)都要停电融冰；2)平时，不融冰的时候装置闲置，设备的利用率很低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种10kv配电线路不停电交流融冰兼电压和无功优化系统。

这种10kv配电线路不停电交流融冰兼电压和无功优化系统，包括10kv配电线路、移动式容性无功功率电源、移动式感性无功功率电源、若干个预先安装在10kv配电线路上的隔离刀闸以及安装在变电站内的融冰兼优化控制器；移动式容性无功功率电源和移动式感性无功功率电源构成一套融冰电流发生器，融冰时，所述的移动式容性无功功率电源和移动式感性无功功率电源分别通过两个相邻的隔离刀闸连接在10kv配电线路的待融冰线路段两端，移动式容性无功功率电源和移动式感性无功功率电源根据融冰电流的设定值分别输出容性电流和感性电流，对10kv配电线路中位于这两个无功功率电源之间的线路段进行不停电融冰；所述的移动式容性无功功率电源和移动式感性无功功率电源的容量相等；所述的移动式容性无功功率电源、移动式感性无功功率电源和融冰兼优化控制器三者之间通过gprs或专用通讯网交互信息，融冰时，可以通过安装在变电站内的融冰兼优化控制器控制融冰电流和融冰过程，也可以就地通过移动式无功功率电源的控制器控制融冰电流和融冰过程。

移动式容性无功功率电源包括一组以上并联电容器组及其投切开关、一套svg、一个电压互感器、一个电流互感器以及一个控制器；所述的并联电容器组及其投切开关和所述的svg并联连接，所述的并联电容器组及其投切开关和所述的电压互感器的一次侧并联连接；所述的电压互感器的二次侧和所述的控制器中的a/d采样电路连接；所述的电流互感器的一次侧串联在该移动式容性无功功率电源中；所述的电流互感器的二次侧和所述的控制器中的a/d采样电路连接；所述的并联电容器组及其投切开关分别和控制器连接；所述的svg和控制器连接。

移动式感性无功功率电源包括一组以上并联电抗器组及其投切开关、一套svg、一个电压互感器、一个电流互感器以及一个控制器；所述的并联电抗器组及其投切开关和所述的svg并联连接，所述的并联电抗器组及其投切开关和所述的电压互感器的一次侧并联连接；所述的电压互感器的二次侧和所述的控制器中的a/d采样电路连接；所述的电流互感器的一次侧串联在该移动式感性无功功率电源中；所述的电流互感器的二次侧和所述的控制器中的a/d采样电路连接；所述的并联电抗器组及其投切开关分别和控制器连接；所述的svg和控制器连接。

作为优选：融冰兼优化控制器还和变电站的scada系统通讯。

作为优选：所述的隔离刀闸均匀分布在所述的10kv配电线路上，其作用是方便移动式无功功率电源的不停电接入。

作为优选：所述的移动式容性无功功率电源增加并联电容器组的数量以代替svg。

作为优选：所述的移动式感性无功功率电源增加并联电抗器组的数量以代替svg。

作为优选：所述的移动式感性无功功率电源是一个磁控电抗器。

作为优选：所述的移动式容性无功功率电源中的电容器组拆分为若干个容量更小的电容器组；在平时，这些电容器组通过隔离刀闸并联在10kv配电线路上，并且各电容器组连接融冰兼优化控制器，由融冰兼优化控制器根据10kv配电线路的参数和实时运行工况对该10kv配电线路的电压和无功进行优化。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型设置了移动式容性无功功率电源、移动式感性无功功率电源和融冰兼优化控制器，可以对10kv配电线路实现不停电融冰。

2、在平时(不融冰时)，移动式容性无功功率电源中的电容器组可拆分为若干个容量更小的电容器组，分布式地补偿10kv配电线路的无功功率，提高电压质量、降低线路损耗，具有很好的节能效果。

附图说明

图1为本实用新型融冰时的系统配置示意图；

图2为本实用新型电压和无功优化时的系统配置示意图；

图3为本实用新型的移动式容性无功功率电源示意图；

图4为本实用新型的移动式感性无功功率电源示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

本专利采用无功功率电源提供交流融冰电流，对有需要融冰的10kv配电线路段进行不停电交流融冰。采用容性无功功率电源和感性无功功率电源相互配合的方法来解决融冰时因融冰无功电流造成的线路高电压或低电压的问题。平时，利用容性无功功率电源中的电容器组分布式地补偿10kv配电线路的无功功率，可以提高10kv配电线路的电压质量、降低线路损耗。

实施例一

本申请实施例一提供一种融冰时的系统配置结构。如图1所示，110kv母线通过变电所主变压器连接10kv母线，10kv母线上连接10kv配电线路。在一条10kv配电线路上均匀安装多个隔离刀闸。一个移动式的容性无功功率电源和一个移动式的感性无功功率电源配合构成一套融冰电流发生器。融冰时，将这两个无功功率电源通过隔离刀闸连接到被融冰线路段的两端，一个安装在变电站内的融冰兼优化控制器协调控制这两个无功功率电源产生所需要的融冰电流，对位于这两个无功功率电源之间的线路段进行不停电融冰。由于容性和感性无功功率源的电流相互抵消，除这段被融冰线路段以外，该10kv配电线路其余区间的电流基本维持不变(即融冰前的负荷电流)，因此沿线的电压分布变化也很小，在融冰的过程中用户仍然可以正常用电。融冰兼优化控制器、移动式容性无功功率电源、移动式容性无功功率电源三者之间通过gprs或专用通讯网进行信息交互。

如图3所示，移动式容性无功功率电源包括：至少一组或多组并联电容器组及其投切开关、一套svg、一组电压和电流互感器、一个控制器。该移动式容性无功功率电源也可以不包括所述的svg，但需增加所述的并联电容器组的数量。电容器组及其相应的投切开关和svg并联连接，电容器组及其相应的投切开关和电压互感器的一次侧并联连接。所述的电压互感器的二次侧和所述的控制器中的a/d采样电路连接。所述的电流互感器的一次侧串联在该无功功率电源中。所述的电流互感器的二次侧和所述的控制器的a/d采样电路连接。控制器采样就地电压、电流信号，监测自身的状态(如电容器容值、svg运行状态等)；融冰时，控制器根据设定的融冰电流控制无功电流的输出。

如图4所示，移动式感性无功功率电源包括：至少一组或多组并联电抗器组及其投切开关、一套svg、一组电压和电流互感器、一个控制器。该可移动式感性无功功率电源也可以不包括所述的svg，但需增加所述的并联电抗器组的数量。电抗器组及其相应的投切开关和svg并联连接，电抗器组及其相应的投切开关和电压互感器的一次侧并联连接。所述的电压互感器的二次侧和所述的控制器中的a/d采样电路连接。所述的电流互感器的一次侧串联在该移动式感性无功功率电源中。所述的电流互感器的二次侧和所述的控制器的a/d采样电路连接。控制器采样就地电压、电流信号，监测自身的状态(如电抗器容值、svg运行状态等)；融冰时，控制器根据设定的融冰电流控制无功电流的输出。该移动式感性无功功率电源也可以仅仅是一个磁控电抗器(mcr)。

实施例二

本申请实施例二提供一种电压和无功优化时的系统配置结构。如图2所示，在平时，将移动式容性无功功率电源中的电容器组拆分为若干个容量更小的电容器组，通过预先安装在10kv配电线路上的隔离刀闸并联接入该10kv配电线路，且通过融冰兼优化控制器的实时控制实现该10kv配电线路电压和无功的优化控制功能。融冰兼优化控制器根据10kv配电线路的参数和实时运行工况对这些电容器组进行投、切控制，从而实现该10kv配电线路的电压和无功优化。电压和无功优化控制的目标是：1)所述的10kv配电线路沿线电压合格；2)所述的10kv配电线路损耗最小。