一种10kV线路30度角差不停电合环调负荷方法及系统与流程

一种10kv线路30度角差不停电合环调负荷方法及系统
技术领域
1.本发明涉及配电网运行技术领域，具体为一种10kv线路30度角差不停电合环调负荷方法及系统。


背景技术：

2.因10千伏配电网中存在因30度角度差导致的分段开关分闸时间较长、线路参数不精确、环路开关配置复杂等问题，而迟迟未开展合环调电工作。由于存在30度角差的10千伏配电网合环电流过大，会在很大概率上造成变压器和线路过负荷发热、断路器误跳闸、电流互感器烧毁等事故，传统的10千伏配电网目前仍采用“先断后合”的转供方式进行负荷转移，这种调电方式往往造成大面积用户停电。
3.上述方式虽然可以通过将这种转供方式安排在夜间或凌晨进行，来降低停电对用户的影响，但是，医院、冶炼、铁路等重要用户对供电可靠性要求极为苛刻，而且如果需要调整保护或采用刀闸进行转供操作时，运维人员需要到现场进行操作，极大地增加了运维人员的工作量。综上所述，目前亟需解决10kv配电网30度角差不停电合环调负荷的难题。


技术实现要素：

4.本发明为了克服当前10kv配电网30度角差不停电合环调负荷的不足，特此提供一种10kv线路30度角差不停电合环调负荷方法，方法包括：s1、依据环路保护定值，建立保护定值调整图；s2、计算环路合环电流值；s3、设定解环开关的保护定值低于环路合环电流值；s4、设定环路保护定值高于环路合环电流值。
5.优选地，环路保护定值包括：变压器高压侧后备保护值、变压器低压侧后备保护值、过压保护值、过流保护值、电击保护值、短路保护值、断电保护值、浪涌保护值、差动保护值、漏电保护值和欠压保护值。
6.优选地，还包括第一变电站和第二变电站；计算环路合环电流值，具体包括以下公式：计算环路合环电流值，具体包括以下公式： 为第一电站10kv母线电压与第二电站10kv母线电压差值；z1s+z2s+zl为环路阻抗；环路阻抗为合环线路两侧10千伏母线系统阻抗之和加上合环线路的线路阻抗值；为环路合环电流值。
7.优选地，s3还包括在第一变电站和第二变电站之间设置合环开关；将第一变电站和第二变电站之间的故障开关设置为解环开关。
8.优选地，环路上设有电路保护装置；电路保护装置包括差动保护器、过流保护器、过压保护器、零序保护器、断路器以及熔断器。
9.优选地，s4还包括：将合环开关合闸，检测解环开关是否先于电路保护装置动作；是，则完成解环开关的保护定值的设定；否，则设定解环开关的保护定值低于环路合环电流值，并设定环路保护定值高于环路合环电流值。
10.本发明还设置一种10kv线路30度角差不停电合环调负荷系统，系统包括：保护定值调整模块、计算模块、电流值设定模块、第一变电站和第二变电站；第一变电站和第二变电站之间设有联络开关；第一变电站和第二变电站通过联络开关构成环路；保护定值调整模块，依据环路保护定值，建立保护定值调整图；计算模块，用于计算环路合环电流值；电流值设定模块，用于设定解环开关的保护定值。
11.优选地，第一变电站和联络开关之间设有第一开关；第二变电站和联络开关之间设有第二开关；第一开关和联络开关之间设有第一输电线；第二开关和联络开关之间设有第二输电线。
12.优选地，所述环路上设有电路保护装置；环路保护定值包括电路保护装置的保护动作设定值。
13.优选地，还包括控制模块、时间设定模块和检测模块；检测模块、时间设定模块、电路保护装置均与控制模块连接；时间设定模块，用于设定检测间隔时间；检测模块，用于检测环路合环电流值；控制模块，用于依据时间设定模块设定的时间，定时控制检测模块检测环路合环电流值是否超过环路保护定值；是，则控制模块启动电路保护装置；否，则控制模块则复位时间设定模块。
14.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本技术首先校核环路中相关线路保护定值以及电路保护装置的保护动作设定值，然后计算合环电流，通过临时修改线路保护定值以及解环开关的保护定值，最后通过合环开关合闸时，使解环开关早于其它开关跳开，进而完成不停电调电操作。该方法既能效避免用户停电，大大提高供电质量，且满足合环电流保护动作的要求，同时整个环路中该定值数值最小、时间最短，可以确保解环点保护快速动作，其它保护可靠不动作。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为实施例一示意图。
17.图2为实施例二示意图。
18.图3为实施例三示意图。
19.图4为保护定值调整图。
20.图中：a站：第一变电站、1开关：第一开关、a线：第一输电线、00开关：联络开关、01开关：第三开关、b站：第二变电站、2开关：第二开关、b线：第二输电线、高后备1：流钟站变压器高压侧后备保护、低后备1: 流钟站变压器低压侧后备保护、高后备2：大高站变压器高压侧后备保护、低后备2: 大高站变压器低压侧后备保护、1：站北线电路保护装置、2：流钟线电路保护装置、3：星火线电路保护装置、4：阳大线电路保护装置。
具体实施方式
21.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做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。
22.本技术提供一种10kv线路30度角差不停电合环调负荷方法，如图1至图3所示，方法包括：s1、依据环路保护定值，建立保护定值调整图，具体为梳理环路相关参数和环路中相关保护定值，并建立保护定值调整图。其中，环路保护定值包括：变压器高压侧后备保护值、变压器低压侧后备保护值、过压保护值、过流保护值、电击保护值、短路保护值、断电保护值、浪涌保护值、差动保护值、漏电保护值和欠压保护值。
23.高后备保护和低后备保护是相对变压器而言的，变压器高压侧的后备保护称为高后备，变压器低压侧的后备保护称为低后备。高后备是指在110kv线路断路器拒动的情况下，由变压器高压侧断路器通过保护装置来断开故障电流，即作为110kv线路的后备保护；低后备是指在10kv线路断路器拒动的情况下，由变压器低压侧断路器通过保护装置来断开故障电流，即作为10kv线路的后备保护。
24.本技术中的线路保护的方法有过压保护、过流保护、电击保护、短路保护、断电保护功能、浪涌保护器、漏电保护、欠压保护。本发明在第一变电站和第二变电站之间环路上设有电路保护装置,电路保护装置包括差动保护器、过流保护器、过压保护器、零序保护器、重合闸装置、断路器以及熔断器。
25.电网合环运行，也称环路运行，就是把电气性能相同的变电站或变压器互相连接成环状的输、配电系统，使原来或单回路运行的输电或供电网络经两回或多回输电线路 连接成为单环路或多环路运行的环网。电网合环运行的好处是它们之间可以相互送电和变电，能够互相支援，互相调剂，互为备用。这样既可以提高供电的可靠性，又保证了重要负荷的供电；同时，如果在一样的导线条件下输送相同的功率，环路运行还可以减少电能损失，提高电压质量。
26.本技术以两个10kv变电站为例进一步解释如何对环路合环电流值进行计算，本申
请将两个10kv变电站设置为第一变电站和第二变电站，将两个变电站设置为合环运行，本发明在第一变电站和第二变电站之间设置合环开关，并将第一变电站和第二变电站之间的故障开关，或故障点处的断开开关设置为解环开关。
27.本发明通过计算两个变电站合环运行时的环路合环电流值，设定解环开关的保护定值，并将解环开关的保护定值设定低于环路合环电流值，将设定环路保护定值高于环路合环电流值。即环路保护定值大于环路合环电流值大于解环开关的保护定值。本发明通过上述设置，在两个变电站需要合环运行时，合上合环开关，即产生环路合环电流，环路合环电流值大于解环开关的保护定值，即解环开关断开，而两个变电站中由其他保护装置所构成的环路保护定值大于环路合环电流值，所以两个变电站中其他保护装置不动作，具体为将合环开关合闸，检测解环开关是否先于电路保护装置动作；是，则完成解环开关的保护定值的设定；否，则设定解环开关的保护定值低于环路合环电流值，并设定环路保护定值高于环路合环电流值，本发明通过调整相关保护定值及保护投停，确保解环点保护动作，其它保护可靠不动作，进而实现不断电合环。
28.由于合环电流远远大于负荷电流，负荷电流对预分闸开关的定值设定影响不大，故可忽略负荷电流，通过分别计算电压差为0-3千伏时的合环稳态电流值，可以得出电压差的大小基本不影响合环稳态电流值，故可在合环两侧无电压差的假设下实现对合环电流值进行计算。
29.本发明通过步骤s2计算环路合环电流值。计算环路合环电流值，具体包括以下公式：其中，为第一变电站10kv母线电压与第二变电站10kv母线电压差值，∠0
°
为第一变电站10kv母线电压，∠-30
°
为第二变电站10kv母线电压，第一变电站10kv母线电压与第二变电站10kv母线电压有30度角差。为环路阻抗，为第一变电站母线系统阻抗，为第二变电站母线系统阻抗， 为合环线路的线路阻抗值。环路阻抗为合环线路两侧10千伏母线系统阻抗之和加上合环线路的线路阻抗值；为环路合环电流值。
30.为进一步说明本发明的10kv线路30度角差不停电合环调负荷方法，本发明通过三个实施例进行具体解释。
31.实施例一是合线路分段或联络开关解环站端开关，如图1所示，具体为当第一开关或第一变电站出现故障时，为保证第一输电线供电正常，通过联络开关将第一输电线与第二输电线连接，即将第一输电线的负荷调至由第二变电站带动。具体操作步骤为将第一变电站和第二变电站之间的联络开关设置为合环开关，将第一开关设置为解环开关。合上合环开关，相应的产生合环电流，该环路合环电流值大于解环开关的保护定值，解环开关断开，工作人员在解环开关断开后，对第一开关或第一变电站中的故障点进行检修，第一输电线上的环路保护定值大于环路合环电流值，即第一输电线上的线路保护或电路保护装置不
动作，保证第一输电线供电正常。
32.同理，当第二开关或第二变电站出现故障时，则将第二开关设置为解环开关。即实施例一适用于因方式调整、电网故障等情况下需将一条线路负荷调整至另一条线路带。
33.实施例二是合站端开关解环线路分段或联络开关，如图2所示，实施例二是实施例一的恢复原方式。即在第一开关或第一变电站的故障修复完毕后，需要第一变电站对第一输电线进行供电，则将原故障开关设置为合环开关，将第一输电线、第二输电线之间的联络开关设置为解环开关，合上合环开关，相应的产生合环电流，该环路合环电流值大于解环开关的保护定值，解环开关断开，第一输电线的环路保护定值和第二输电线上的环路保护定值大于环路合环电流值，即第一输电线上的线路保护或电路保护装置不动作，保证第一输电线、第二输电线供电正常。
34.实施例二是在实施例一故障检修完成后，使第一输电线的负荷和第二输电线的负荷分别由各自变电站带动，并通过相应设置解环开关和合环开关，实现第一输电线的负荷和第二输电线的负荷不断电运行。
35.实施例三是合线路联络开关解环线路分段开关或合线路分段开关解环线路联络开关，如图3所示，将第三开关设置在第一输电线上或设置在第二输电线上，当第一输电线或第二输电线上由部分线路出现故障，将第三开关设置为解环开关，并将第一输电线和第二输电线之间的联络开关设置为合环开关。在合上合环开关时，由于环路合环电流值大于解环开关的保护定值，使得解环开关断开，即通过解环开关得第一输电线的故障线路段或第二输电线的故障线路段断开，并将第一输电线的正常线路段或第二输电线的正常线路段与另一变压站合环，由另一变压站保证正常线路段的稳定供电。实施例三适用于因方式调整、电网故障等情况需将一条线路的部分负荷调整至另一条线路，由另一条线路带动。
36.为了实现上述方法，本发明还相应的提供一种10kv线路30度角差不停电合环调负荷系统，系统包括：保护定值调整模块、计算模块、电流值设定模块、第一变电站和第二变电站；第一变电站和第二变电站之间设有联络开关；第一变电站和第二变电站通过联络开关构成环路；保护定值调整模块，依据环路保护定值，建立保护定值调整图；计算模块，用于计算环路合环电流值；电流值设定模块，用于设定解环开关的保护定值。
37.第一变电站和联络开关之间设有第一开关；第二变电站和联络开关之间设有第二开关；第一开关和联络开关之间设有第一输电线；第二开关和联络开关之间设有第二输电线。环路上设有电路保护装置；环路保护定值包括电路保护装置的保护动作设定值。
38.为了更为精确的断开相应开关，本发明所提供的系统还包括控制模块、时间设定模块和检测模块；检测模块、时间设定模块、电路保护装置均与控制模块连接；时间设定模块，用于设定检测间隔时间；检测模块，用于检测环路合环电流值；控制模块，用于依据时间设定模块设定的时间，定时控制检测模块检测环路合环电流值是否超过环路保护定值；是，则控制模块启动电路保护装置；否，则控制模块则复位时间设定模块。
39.为了对本发明所供的时间设定模块进行解释，本发明以35kv大高站10kv星火线负荷调至35kv流钟站10kv站北线带为实施例四进一步解释本发明如何实现不停电合环调电，如图4所示.制订出环路定值情况图，根据环流计算结果，综合分析相关保护动作情况后，制订出合环保护投停及定值调整图。图中：200/5、800/5、400/5均为互感器中变压器线圈的匝数比；25/0、8/0.8、13.5/0.3、23.5/0、18/0、3.5/0.8、2.1/0.8、13/0均为环路保护定值/设
定检测间隔时间。
40.具体以35kv的流钟站为例说明：35kv的流钟站变电站的进线端与流钟线输电线连接，流钟线设置流钟线电路保护装置4、25/0中的25为流钟线电路保护装置设定值，25/0中的0为所设定检测间隔时间，即流钟线电路保护装置4实时进行检测。其中，高后备1和低后备1分别为针对流钟站的高压侧和低压侧的保护，其中， 8/5中的8为变压器高压侧的后备保护值，8/5中的5为所设定检测间隔时间，即变压器高压侧的后备保护每间隔5秒钟进行一次检测。13.5/0.3中的13.5为变压器低压侧的后备保护值，0.3为所设定检测间隔时间，即变压器低压侧的后备保护延时5秒钟后进行检测。
41.具体实施方式为：如图4所示，10kv星火线开关作为解环点，保护在停用状态，通过临时修改线路保护定值。使合环时解环开关早于其它开关跳开，这样既能满足合环电流保护动作的要求，同时整个环路中该定值数值最小、时间最短，就可以确保解环点保护快速动作，其它保护可靠不动作。
42.将流钟站设为第一变电站，站北线开关设为第一开关，将大高站设为第二变电站，星火线开关设为第二开关，站北线设为第一输电线，星火线设为第二输电线。35kv的流钟站变电站的出线端与10kv站北线开关连接，10kv站北线与10kv星火线均为10kv输电线路，并通过联络开关构成环路合环运行。
43.当操作联络开关合闸时，线路中将形成合环电流，由于满足10kv星火线开关临时设置的保护定值动作条件。保护装置将自动跳开10kv星火线开关，从而完成10kv线路30度角差合环不停电合环调电。
44.或当星火线开关与大高站的输电线出现故障，将联络开关设为合环开关，将星火线开关设为解环开关，并设置0秒延时，将高后备2、低后备2设定延时0.8秒后检测电流。
45.当合环开关发生合环动作时，解环开关立即检测到流经电流是否超过保护设定值，超过保护设定值则立即动作，而线路保护装置则是在0.8后检测流经电流值，当流经电流值低于装置保护值，则装置不发生保护动作，保障相应的输电线路不断电，实现供电的稳定性。
46.本技术通过时间设定模块使解环开关和构成环路保护定值的线路保护装置之间形成一个时间隔，当合环时，解环开关立即动作，而线路保护装置延时检测后，再依据所检测的电流值大小决定是否动作。
47.在实际运行过程中，负荷的调动或变动会引起输电线路的电流波动，当检测到电流超过设定值时，不立即断电，而是依据时间设定模块所设定的时间，再次对线路电流检测，当线路电流已经降回稳定状态且未超过设定值时，则不发生断电动作，当线路电流处于稳定状态且超过设定值时，则进行断电。本发明通过时间设定模块能够防止在电流发生波动时，发生误断电。
48.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明
将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
49.本发明涉及配电网运行技术领域，并提供一种10kv线路30度角差不停电合环调负荷方法，方法包括：s1、依据环路保护定值，建立保护定值调整图；s2、计算环路合环电流值；s3、设定解环开关的保护定值低于环路合环电流值；s4、设定环路保护定值高于环路合环电流值。本发明通过设置解环开关的保护定值实现在发生合环动作时，能够控制解环开关自动动作，并保证其他保护装置不动作，有效减少了用户停电，大幅减少用户停电时间和停电次数。