一种基于超导线缆的配电增效系统的制作方法

1.本发明涉及电网输配电领域，尤其涉及一种基于超导线缆的配电增效系统。


背景技术：

2.在城市用电量快速增长、城市用电日益紧张的背景下，配电网规划建设过程中会遇到输电线路通道受限、变电站出线间隔不足及输配电线路损耗过高等问题。现有技术主要采用110kv配电的方式，在用电侧配置高压变压器，但是这种方法存在一定的危险，占地面积大、损耗能量高，且出线间隔容易不足。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种基于超导线缆的配电增效系统，能在相同出线间隔传输更多电能，具有更高的安全性。
4.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于超导线缆的配电增效系统，包括变电站、若干个超导传输组件、第二母线和配电模块；其中，
5.所述变电站包括若干个变压转换单元和第一母线；
6.所述变压转换单元用于将第一母线的第一电压转换为第二母线的第二电压，所述变压转换单元的第一端与所述变电站的第一母线相连，所述变压转换单元的第二端与第二母线连接；其中，所述第一电压大于所述第二电压；
7.每个所述超导传输组件包括超导线缆、第一常合开关和第二常合开关；其中，所述第一常合开关的第一端为所述超导传输组件的输入端，与所述第二母线连接；所述第一常合开关的第二端与所述超导线缆的第一端连接；所述第二常合开关的第二端为所述超导传输组件的输出端，与所述配电模块的第一端连接；所述第二常合开关的第一端与所述超导线缆的第二端相连；
8.所述配电模块第二端与用电侧负载相连，用于为所述用电侧负载供电。
9.作为优选方案，所述变压转换单元包括主变压器、第三常合开关和第四常合开关；其中，
10.所述主变压器的高压端为所述变压转换单元的第一端，与所述第一母线相连；所述主变压器的低压端分别与所述第三常合开关的第一端和所述第四常合开关的第一端相连；
11.所述变压转换单元的第二端包括所述第三常合开关的第二端和所述第四常合开关的第二端；所述第三常合开关的第二端和所述第四常合开关的第二端分别与相邻两段的第二母线连接。
12.作为优选方案，所述第三常合开关的第二端还与一个所述超导传输组件通过所述第二母线相连；所述第四常合开关的第二端还与另一个所述超导传输组件通过所述第二母线相连。
13.作为优选方案，所述第二母线设置有若干第一常开开关，所述第一常开开关设置
于相邻两个所述变压转换单元的第二端连接的第二母线上。
14.作为优选方案，所述配电模块包括若干个配电单元和若干个第二常开开关；其中，
15.所述配电单元与所述超导传输组件一一对应，包括一段配电母线和不少于一个第五常合开关；相邻的配电单元通过所述配电母线相连；所述不少于一个第五常合开关的第一端均与所述配电母线相连，所述不少于一个第五常合开关的第二段均与所述用电侧负载相连；每相邻两段的配电母线之间设有一个第二常开开关。
16.作为优选方案，所述第一母线上还设置有若干个第三常开开关，所述第三常开开关设置于相邻两个变压转换单元的第一端连接的第一母线上。
17.作为优选方案，所述配电增效系统还包括配电监控模块，所述配电监控模块包括监控计算机、与各所述超导传输组件一一对应的电压互感器、与各所述超导传输组件一一对应的电流互感器、与各所述超导传输组件一一对应的温度传感器；其中，
18.所述电压互感器用于采集对应的超导传输组件的电压信号，并将所述电压信号发送给所述监控计算机；所述电流互感器用于采集对应的超导传输组件的电流信号，并将所述电流信号发送给所述监控计算机；所述温度传感器用于监控对应的超导传输组件的温度信号，并将所述温度信号发送给所述监控计算机；
19.所述监控计算机与各所述电压互感器、各所述电流互感器和各所述温度传感器连接，用于接收所述电压信号、所述电流信号和所述温度信号。
20.作为优选方案，所述监控计算机还与各所述第一常合开关、各所述第二常合开关、各所述第三常合开关、各所述第四常合开关、各所述第五常合开关、各所述第一常开开关、各所述第二常开开关和各所述第三常开开关连接，并控制各所述第一常合开关、各所述第二常合开关、各所述第三常合开关、各所述第四常合开关、各所述第五常合开关、各所述第一常开开关、各所述第二常开开关和各所述第三常开开关的开关状态。
21.作为优选方案，所述配电监控模块还包括监控显示屏，所述监控显示屏用于将所述开关状态、所述电压信号、所述电流信号和所述温度信号进行可视化展示。
22.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
23.本发明实施例提供了一种基于超导线缆的配电增效系统，所述配电增效系统包括变电站、若干个超导传输组件、第二母线和配电模块；其中，
24.所述变电站包括若干个变压转换单元和第一母线；所述变压转换单元用于将第一母线的第一电压转换为第二母线的第二电压，所述变压转换单元的第一端与所述变电站的第一母线相连，所述变压转换单元的第二端与第二母线连接；其中，所述第一电压大于所述第二电压；每个所述超导传输组件包括超导线缆、第一常合开关和第二常合开关；其中，所述第一常合开关的第一端为所述超导传输组件的输入端，与所述第二母线连接；所述第一常合开关的第二端与所述超导线缆的第一端连接；所述第二常合开关的第二端为所述超导传输组件的输出端，与所述配电模块的第一端连接；所述第二常合开关的第一端与所述超导线缆的第二端相连；所述配电模块第二端与用电侧负载相连，用于为所述用电侧负载供电。相对于现有技术，用低电压等级的超导电缆替代高电压等级的常规电缆，提高了配电线路的容量，可以有效降低负载侧降压变电站的建设成本，同时，无需在用电侧配置高压变压器，显著提高了安全性；在同样的变电站出线间隔下，损耗能量更低、占用面积更少，并且可以传输更多的电能。
附图说明
25.图1：为本发明一种基于超导线缆的配电增效系统的一种实施例的结构示意图。
26.图2:为本发明一种基于超导线缆的配电增效系统的一种实施例的一种举例的结构示意图。
具体实施方式
27.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作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。
28.实施例一:
29.请参照图1，图1和图2为本发明实施例提供的一种基于超导线缆的配电增效系统，包括变电站1、若干个超导传输组件2、第二母线3、配电模块4和配电监控模块5；
30.所述变电站1包括若干个变压转换单元和第一母线11。所述变电站1通过超导传输组件2和低压的第二母线3与所述配电模块4连接，并由所述配电模块4为用户侧的负载供电。
31.所述变压转换单元用于将第一母线11的第一电压转换为第二母线3的第二电压，所述变压转换单元的第一端与所述变电站1的第一母线11相连，所述变压转换单元的第二端与第二母线3连接；其中，所述第一电压大于所述第二电压。本实施例中第一电压为110kv,第二电压为10kv。
32.每个所述超导传输组件2包括超导线缆21、第一常合开关22和第二常合开关23；其中，所述第一常合开关22的第一端为所述超导传输组件2的输入端，与10kv低压的第二母线3连接；所述第一常合开关22的第二端与所述超导线缆21的第一端连接；所述第二常合开关23的第二端为所述超导传输组件2的输出端，与所述配电模块4的第一端连接；所述第二常合开关23的第一端与所述超导线缆21的第二端相连。在110kv及10kv配电网规划建设阶段采用低电压等级的超导电缆替代高电压等级的常规电缆，可以充分利用超导线缆的零电阻、大容量和低损耗等特点。同时，采用超导线缆构建所述超导传输组件2，可以有效降低占地面积，减少配电通道，从而降低城市内部需要建设的变电站数量，相比常规的电缆大大提高了输配电通道的传输效率。另一方面，在相同的变电站出线间隔的情况下，使用超导线缆可以更远距离地传输更多的电能，对改善电网结构具有重要的意义。
33.在本实施例中，所述变压转换单元包括主变压器12、第三常合开关13和第四常合开关14；其中，
34.所述主变压器12的高压端为所述变压转换单元的第一端，与所述第一母线11相连；所述主变压器12的低压端分别与所述第三常合开关13的第一端和所述第四常合开关14的第一端相连；
35.所述变压转换单元的第二端包括所述第三常合开关13的第二端和所述第四常合开关14的第二端；所述第三常合开关13的第二端和所述第四常合开关14的第二端分别与相邻两段的第二母线3分别连接。
36.优选地，所述第三常合开关13的第二端还与一个所述超导传输组件2通过低压的
10kv第二母线3相连；所述第四常合开关14的第二端还与另一个所述超导传输组件2通过低压的10kv第二母线相连。
37.优选地，所述第一母线11上还设置有若干个第三常开开关15，所述第三常开开关15设置于相邻两个变压转换单元的第一端连接的第一母线11上。
38.可选地，每个所述变压转换单元的主变压器12的高压端也就是变压转换单元的第一端都连接110kv的高压第一母线11，且各变压转换单元沿第一母线11依次排列；各变压转换单元的第二端连接10kv的低压第二母线3且依次排列，使得同一个变压转换单元连接两端低压第二母线3，第一段低压第二母线3与最后一段低压第二母线3通过常开开关连接，所述第二母线3上设置有若干第一常开开关31，所述第一常开开关31设置于相邻两个所述变压转换单元的第二端连接的第二母线3上。所述超导传输组件2的数量不多于所述低压第二母线3的数量，且各所述超导传输组件2连接不同段的低压第二母线3。
39.所述配电模块4第二端与用电侧负载相连，用于为所述用电侧负载供电。
40.可选地，所述配电模块4包括若干个配电单元和若干个第二常开开关41；其中，所述配电单元与所述超导传输组件2一一对应，包括一段配电母线42和不少于一个第五常合开关43；相邻的配电单元通过所述配电母线42相连；所述不少于一个第五常合开关43的第一端均与所述配电母线42相连，所述不少于一个第五常合开关43的第二段均与所述用电侧负载相连；每相邻两段的配电母线42之间设有一个第二常开开关41。
41.所述配电监控模块5包括监控计算机、与各所述超导传输组件一一对应的电压互感器、与各所述超导传输组件一一对应的电流互感器、与各所述超导传输组件一一对应的温度传感器；其中，
42.所述电压互感器用于采集对应的超导传输组件2的电压信号，并将所述电压信号发送给所述监控计算机；所述电流互感器用于采集对应的超导传输组件2的电流信号，并将所述电流信号发送给所述监控计算机；所述温度传感器用于监控对应的超导传输组件2的温度信号，并将所述温度信号发送给所述监控计算机；
43.所述监控计算机与各所述电压互感器、各所述电流互感器和各所述温度传感器连接，用于实时接收所述电压信号、所述电流信号和所述温度信号，及时反馈所述超导传输组件2的工作状态。
44.优选地，所述监控计算机还与各所述第一常合开关22、各所述第二常合开关23、各所述第三常合开关13、各所述第四常合开关14、各所述第五常合开关43、各所述第一常开开关31、各所述第二常开开关41和各所述第三常开开关15连接，并控制各所述第一常合开关22、各所述第二常合开关23、各所述第三常合开关13、各所述第四常合开关14、各所述第五常合开关43、各所述第一常开开关31、各所述第二常开开关41和各所述第三常开开关15的开关状态，实现对所有开关的控制。
45.所述配电监控模块5还包括监控显示屏，所述监控显示屏用于将所有开关的开关状态、所述超导传输组件2的电压信号、所述超导传输组件2的电流信号和所述超导传输组件2的温度信号进行可视化展示。从而，所述配电增效系统，可以通过配电监控模块5实现对整个系统的开关控制，并且实时监控超导传输组件2，及时采集电压、电流和温度等信号，对技术人员进行可视化展示和反馈，方便技术人员了解系统整体的工作状态并进行维护或调整。
46.相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
47.本发明实施例提供了一种基于超导线缆的配电增效系统，所述配电增效系统包括变电站、若干个超导传输组件、第二母线和配电模块；其中，
48.所述变电站包括若干个变压转换单元和第一母线；所述变压转换单元用于将第一母线的第一电压转换为第二母线的第二电压，所述变压转换单元的第一端与所述变电站的第一母线相连，所述变压转换单元的第二端与第二母线连接；其中，所述第一电压大于所述第二电压；每个所述超导传输组件包括超导线缆、第一常合开关和第二常合开关；其中，所述第一常合开关的第一端为所述超导传输组件的输入端，与所述第二母线连接；所述第一常合开关的第二端与所述超导线缆的第一端连接；所述第二常合开关的第二端为所述超导传输组件的输出端，与所述配电模块的第一端连接；所述第二常合开关的第一端与所述超导线缆的第二端相连；所述配电模块第二端与用电侧负载相连，用于为所述用电侧负载供电。相对于现有技术，用低电压等级的超导电缆替代高电压等级的常规电缆，提高了配电线路的容量，可以有效降低负载侧降压变电站的建设成本，同时，无需在用电侧配置高压变压器，显著提高了安全性；在同样的变电站出线间隔下，损耗能量更低、占用面积更少，并且可以传输更多的电能。
49.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。