CN109149573A - 一种基于tcr调节的智能配电合环装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的一种基于TCR调节的智能配电合环装置，应用于合环的第一线路和第二线路上，包括第一PT信号采集器、第二PT信号采集器、第一CT信号采集器、第二CT信号采集器及智能合环开关，第一PT信号采集器和第一CT信号采集器串联于第一线路上并与智能合环开关的一端电连接；第二PT信号采集器和第二CT信号采集器串联于第二线路上并与智能合环开关的另一端电连接；智能合环开关包括依次并联的同期开关及TCR装置；智能合环开关根据采集到电压和电流信号获取两线路间的电流差值，当电流差值超过一定值时控制对电流较大的一侧补偿阻抗，进而降低线路之间的环流，顺利地完成合环操作，提高供电的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及配电网技术领域，尤其涉及一种基于TCR调节的智能配电合环装置。
背景技术
随着社会进程的不断加快，用于对供电可靠性的要求不断提高，且供电可靠性是衡量电力系统质量以及功能的主要指标，相应地，配电网也处在不断发展过程中，形成了“闭环接线，开环运行”的方式，闭环时当某一段线路出现故障时，另一段线路可以无缝接替。
当配电网需要进行负荷转移或者线路检修时，传统方法是采用停电转供电的方式，现如今这种方式已不能满足用户的需求，为此需要采用合环操作的方法实现电负荷的转移，合环即将线路、变压器或开关穿构成网络闭合运行的操作。
但是因为合环开关两侧母线或线路存在相序、相位、电压、复合、功率因数及系统的综合阻抗等原因不满足安全合环的要求，可能使合环操作中产生过大环流，引起过流保护或速断保护误动，甚至发生更大范围的停电，因此，为避免产生不必要的故障，有必要在合环操作前对整个合环网络进行分析，采集合环前的电压及电流，而采集合环前的电压及电流由于线路中的电压较高及电流较大，此时通常需要PT(即电压互感器)及CT(电流互感器)对高电压及高电流进行转换为低电压及低电流，在合环的操作过程中还需运动TCR(即晶闸管控制电控器)维持电网总的无功功率稳定，从而提供提高有效而又实际的减小环流的装置，对顺利进行合环操作具有重要的实际意义。
发明内容
本申请提供了一种基于TCR调节的智能配电合环装置，以降低合环操作中的环流，顺利完成合环操作。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
本申请提供的一种基于TCR调节的智能配电合环装置，应用于合环的第一线路和第二线路上，包括：第一PT信号采集器、第二PT信号采集器、第一CT信号采集器、第二CT信号采集器及智能合环开关，其中：
所述第一PT信号采集器和所述第一CT信号采集器串联于所述第一线路上并与所述智能合环开关的一端电连接；
所述第二PT信号采集器和所述第二CT信号采集器串联于所述第二线路上并与所述智能合环开关的另一端电连接；
所述智能合环开关包括依次并联的同期开关及TCR装置；
所述第一PT信号采集器和所述第一CT信号采集器分别用于采集所述第一线路的电压和电流；
所述第二PT信号采集器和所述第二CT信号采集器分别用于采集所述第二线路的电压和电流。
优选地，所述同期开关用于当所述第一线路和所述第二线路上的电压及电压相角相等时；通过控制所述TCR装置的导通角用于阻抗补偿。
优选地，所述TCR装置包括晶闸管控制的电抗器，所述晶闸管控制电抗器与电容器并联。
优选地，所述智能合环开关还包括旁路开关，所述旁路开关与所述同期开关及TCR装置并联。
优选地，所述智能合环开关内设有可编程控制芯片。
优选地，所述智能合环开关根据公式获取述第一线路和所述第二线路的电流之差I；
其中，δ1和δ2分别为所述第一线路和所述第二线路的电压相角；U为所述第一线路和所述第二线路的电压差，S为串补度，XL和XTCR分别为线路感抗和TCR感抗。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请提供的一种基于TCR调节的智能配电合环装置，应用于合环的第一线路和第二线路上，包括：第一PT信号采集器、第二PT信号采集器、第一CT信号采集器、第二CT信号采集器及智能合环开关，其中：所述第一PT信号采集器和所述第一CT信号采集器串联于所述第一线路上并与所述智能合环开关的一端电连接；所述第二PT信号采集器和所述第二CT信号采集器串联于所述第二线路上并与所述智能合环开关的另一端电连接；所述智能合环开关包括依次并联的同期开关及TCR装置；所述第一PT信号采集器和所述第一CT信号采集器分别用于采集所述第一线路的电压和电流；所述第二PT信号采集器和所述第二CT信号采集器分别用于采集所述第二线路的电压和电流。这样，所述第一PT信号采集器、所述第一CT信号采集器，所述第二PT信号采集器、所述第二CT信号采集器分别将采集的第一线路和第二线路的电压和电流信号传递给智能合环开关，所述智能合环开关根据采集到电压和电流信号进行逻辑运算，获取第一线路和第二线路的电流差值，当电流差值超过一定数值时智能合环开关控制TCR装置中晶闸管的触发角，对电流较大的一侧线路进行补偿阻抗，通过进行阻抗补偿，改变流经电抗器的电流值，降低电流较大一侧线路中的电流，可以平衡第一线路和第二线路之间的电流，避免在合环时产生较大的冲击电流，进而降低合环操作时第一线路和第二线路之间的环流，当智能合环开关判断出第一线路和第二线路两端的电压及电压相角相等时控制同期开关同期合闸，顺利地完成合环操作，提高供电的可靠性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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。
图1为本申请提供的一种基于TCR调节的智能配电合环装置的结构示意图；
图2为本申请提供的一种基于TCR调节的智能配电合环装置中的智能合环开关的结构示意图。
附图标记说明：1-第一PT信号采集器，2-第二PT信号采集器，3-第一CT信号采集器，4-第二CT信号采集器，5-智能合环开关，6-同期开关，7-TCR装置，8-旁路开关，71-电容器，72-电抗器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
现采用合环操作的方法实现电负荷的转移，但是因为合环开关两侧母线或线路存在相序、相位、电压、复合、功率因数及系统的综合阻抗等原因不满足安全合环的要求，可能使合环操作中产生过大环流，引起过流保护或速断保护误动，甚至发生更大范围的停电，因此，为避免产生不必要的故障，有必要在合环操作前对整个合环网络进行分析，采集合环前的电压及电流，提供提高有效而又实际的减小环流的装置，对顺利进行合环操作具有重要的实际意义。
本申请提供的一种基于TCR调节的智能配电合环装置，应用于合环的第一线路和第二线路上，包括：第一PT信号采集器1、第二PT信号采集器2、第一CT信号采集器3、第二CT信号采集器4及智能合环开关5，具体地参考图1，图1为本申请提供的一种基于TCR调节的智能配电合环装置的结构示意图；其中：所述第一PT信号采集器1和所述第一CT信号采集器3分别用于采集所述第一线路的电压和电流；所述第二PT信号采集器2和所述第二CT信号采集器4分别用于采集所述第二线路的电压和电流。
所述第一PT信号采集器1和所述第一CT信号采集器3串联于所述第一线路上并与所述智能合环开关5的一端电连接；这样所述第一PT信号采集器1和所述第一CT信号采集器3可以将采集到第一线路上的电压和电流信号传递给智能合环开关5。
所述第二PT信号采集器2和所述第二CT信号采集器4串联于所述第二线路上并与所述智能合环开关5的另一端电连接；这样，所述第二PT信号采集器2和所述第二CT信号采集器4可以将采集到第二线路上的电压和电流信号传递给智能合环开关5。
所述智能合环开关5包括依次并联的同期开关6及TCR装置7；具体地参考图2，图2为本申请提供的一种基于TCR调节的智能配电合环装置中的智能合环开关的结构示意图；智能合环开关5根据接收到电压和电流信号获取第一线路和第二线路的电流差值，之所以获取电流差值而非电压差值目的是为了监测电流避免线路中较大冲击电流的出现；当智能合环开关5识别到第一线路和第二线路间的电流差值超过一定数值时，具体地，以第一线路和第二线路上的额定电压为参考，当超过额定电压的10％时，此时智能合环开关5控制TCR装置7的晶闸管的导通角对电流较大的一侧线路进行阻抗补偿，以降低该侧线路的电流，为了避免合环时较大冲击电流的产生，在实际操作过程中，可预先设置TCR装置7为最大补偿方式，当智能合环开关5识别到第一线路和第二线路两侧的电压及电压相角相等时，此时智能合环开关5控制同期开关6同期合闸，由于起初设置的TCR装置7为最大补偿方式，此时需要逐步控制TCR装置7的晶闸管的导通角，逐步将阻抗补偿从最大补偿降低，直至智能合环开关5识别到第一线路和第二线路的两侧电流一致，此时进行合环操作时环流最小，从而能顺利地完成合环操作，提高供电的可靠性。
进一步地，所述同期开关6用于当所述第一线路和所述第二线路上的电压及电压相角相等时；通过控制所述TCR装置7的导通角用于阻抗补偿，阻抗顾名思义指的是电路中对交流电所起的阻碍作用，当进行阻抗补偿是时，电路中的电流会减小；所述TCR装置7包括晶闸管控制的电抗器72，所述晶闸管控制的电抗器72与电容器并联，具体地晶闸管为以对反并联晶闸管，当晶闸管的导通角较大时，电路中的电流大部分流通电感，当晶闸管的导通角较小时，电路中的电流大部分流通电容；通过控制TCR装置7的晶闸管的触发角改变晶闸管的导通角，改变流经电抗器的电流，可得到不同的电流，从而对电流较大的一侧线路进行阻抗补偿，具体地，将晶闸管的触发角一般在90°～180°范围内调节，当触发角在90°～140°范围内时，电路中的等效阻抗呈感性，此时为感性阻抗补偿，当触发角在145°～180°范围内时，电路中的等效阻抗呈容性，此时为容性阻抗补偿。通过控制晶闸管的触发角，改变晶闸管的导通角，可以连续调节流过电抗器的电流，当晶闸管被阻断时，流经电抗器的电流为0，当晶闸管全导通时，流经电抗的电流为最大值，即电流在0到最大值之间变化，相当于改变电抗器的等效电抗值；同时还可以控制电容器71发出不同的无功功率，达到维持电网总的无功功率稳定的目的。
进一步地，所述智能合环开关5还包括旁路开关8，所述旁路开关8与所述同期开关6及TCR装置7并联。当需要对智能合环开关5进行负荷转移或线路检修时，若直接对其进行停电会影响用户的用电，因此本申请设置了旁路开关8，当需要对智能合环开关5进行负荷转移或线路检修时，此时可以合上旁路开关8，从而实现不停电对其进负荷转移或线路检修。
进一步地，所述智能合环开关5内设有可编程控制芯片；智能合环开关5能够完成逻辑运算及判断功能主要依靠其内设置的可编程控制芯片。
进一步地，所述智能合环开关5根据公式获取述第一线路和所述第二线路的电流之差I；
其中，δ1和δ2分别为所述第一线路和所述第二线路的电压相角；U为所述第一线路和所述第二线路的电压差，S为串补度，具体地，S＝XC/XL，XC和XL分别为线路容抗和感抗，XL和XTCR分别为线路感抗和TCR感抗；在实际操作过程中，δ1和δ2分别为所述第一线路和所述第二线路的电压相角；U为所述第一线路和所述第二线路的电压差，S为串补度，XL和XTCR分别为线路感抗和TCR感抗均由第一PT信号采集器1、第二PT信号采集器2、第一CT信号采集器3、第二CT信号采集器4所采集，采集后将数据传递给智能合环开关5，智能合环开关5依据上述公司进行逻辑运算，之所以获取电流差值而非电压差值目的是为了监测电流避免线路中较大冲击电流的出现。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (6)
1.一种基于TCR调节的智能配电合环装置，应用于合环的第一线路和第二线路上，其特征在于，包括：第一PT信号采集器(1)、第二PT信号采集器(2)、第一CT信号采集器(3)、第二CT信号采集器(4)及智能合环开关(5)，其中：
所述第一PT信号采集器(1)和所述第一CT信号采集器(3)串联于所述第一线路上并与所述智能合环开关(5)的一端电连接；
所述第二PT信号采集器(2)和所述第二CT信号采集器(4)串联于所述第二线路上并与所述智能合环开关(5)的另一端电连接；
所述智能合环开关(5)包括依次并联的同期开关(6)及TCR装置(7)；
所述第一PT信号采集器(1)和所述第一CT信号采集器(3)分别用于采集所述第一线路的电压和电流；
所述第二PT信号采集器(2)和所述第二CT信号采集器(4)分别用于采集所述第二线路的电压和电流。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述同期开关(6)用于当所述第一线路和所述第二线路上的电压及电压相角相等时；
通过控制所述TCR装置(7)的导通角用于阻抗补偿。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述TCR装置(7)包括晶闸管控制的电抗器(72)，所述晶闸管控制的电抗器(72)与电容器(71)并联。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述智能合环开关(5)还包括旁路开关(8)，所述旁路开关(8)与所述同期开关(6)及TCR装置(7)并联。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述智能合环开关(5)内设有可编程控制芯片。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述智能合环开关(5)根据公式获取述第一线路和所述第二线路的电流之差I；
其中，δ1和δ2分别为所述第一线路和所述第二线路的电压相角；U为所述第一线路和所述第二线路的电压差，S为串补度，XL和XTCR分别为线路感抗和TCR感抗。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190104 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |