雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，通過控制雙變壓器供電系統的第一高壓斷路器C1、第二高壓斷路器C2、第一低壓斷路器1DL、第二低壓斷路器2DL和第三低壓斷路器3DL等在分合閘狀態，從而控制雙變壓器供電系統在并列運行狀態向分裂運行狀態之間轉換，并根據雙變壓器供電系統的狀態監測，調整雙變壓器供電系統使其始終能夠處于最經濟的運行狀態中，達到節能的目的。本發明的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，具有可使得雙變壓器供電系統送電后能夠在最佳節能的運行方式下運行、簡單易行能實現節能的目的等優點。
【專利說明】雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法。
【背景技術】
[0002]對于規模較大的企業、廠礦的供電配電房，根據負荷需要，安裝2臺及以上的變壓器，以保證供電可靠性。低壓供電通常采用母線并接方式，正常的運行方式是每臺變壓器獨立供電，每臺變壓器根據其負荷特性，低載率、空載率較高。根據實地測量統計，因低載率和空載率造成的變壓器能量損耗占月度實際用電量的15.6%。變壓器在運行中，如果晝夜負荷增減變化很大或負荷呈周期性變化很大，應該及時調整投運的變壓器臺數，采取合理的經濟運行方式，以獲得較好的經濟效益。例如:當2臺變壓器可實現分裂運行時，整個系統負荷下降到一定值時，用I臺變壓器供電即可滿足要求；當系統負荷上升到一定值時，啟用2臺及以上變壓器同時供電才能滿足要求。變壓器的投入和切除工作由自動控制裝置來自動指揮，而變壓器的運行方式變化就涉及到控制開關的切換，需要通過自動控制系統，將多臺變壓器以最經濟的方式參與供電，才能實現配電系統節能自動化。
[0003]現有技術中，對變壓器正常運行方式的切換，通常情況是根據儀表測量的負荷參數或實際投運的負載設備，結合變壓器經濟運行條件，由工作人員作出判斷，開出操作票，再通過一系列的倒閘操作實現手動切換，以達到節能的目的。這種傳統的人工控制方法有許多不足:
[0004](I)由于變壓器并列運行有嚴格的條件限制，而由人工判斷的準確性受到許多客觀因素的影響，如儀表本身的誤差、讀數誤差、時間誤差、電器動作誤差及工作人員專業水平等一些無法避免的原因，造成不能及時準確地投切變壓器，達不到經濟運行的目的，甚至因判斷失誤而出現誤操作的現象，給人員和設備的安全帶來隱患；
[0005](2)人工手動操作這種控制模式需要值班人員全程參與，阻礙了無人值守變配電站的發展，使變配電系統難以做到真正的自動化。
【發明內容】
[0006]本發明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，以使得雙變壓器供電系統能夠在最佳節能的運行方式下運行。
[0007]本發明為解決技術問題采用以下技術方案。
[0008]雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，其特點是，如圖2所示，雙變壓器供電系統包括IOKV母線、第一高壓斷路器Cl、第二高壓斷路器C2、第一 500kVA變壓器Tl、第二 500kVA變壓器T2、第一低壓斷路器1DL、第二低壓斷路器2DL和第三低壓斷路器3DL、0.4kV I段母線和0.4kV II段母線；所述IOKV母線和第一 500kVA變壓器Tl之間通過第一高壓斷路器Cl相連接，所述IOKV母線和第二 500kVA變壓器T2之間通過第二高壓斷路器C2相連接；所述0.4kV I段母線和第一 500kVA變壓器Tl之間通過第一低壓斷路器IDL相連接，所述0.4kV II段母線和第二 500kVA變壓器T2之間通過第二低壓斷路器2DL相連接；所述0.4kV I段母線和所述0.4kV II段母線之間通過第三低壓斷路器3DL相連接；
[0009]雙變壓器供電系統有四種運行狀態:第一 500kVA變壓器Tl單獨運行狀態、第二500kVA變壓器T2單獨運行狀態、兩臺變壓器分裂運行狀態和兩臺變壓器并列運行狀態；
[0010]并列運行狀態向分裂運行狀態轉換的轉換過程為:
[0011]步驟101:供電系統向第三低壓斷路器3DL發送分閘命令，第三低壓斷路器3DL分閘成功后進行步驟102 ；
[0012]步驟102:至此，供電系統已經成功切換到第一 500kVA變壓器Tl和第二 500kVA變壓器T2分裂運行狀態；供電系統根據兩臺變壓器的總負荷情況判斷當前運行狀態是否是最經濟運行狀態；如果當前運行狀態是最經濟運行狀態，保持當前運行運行狀態，并開始進行經濟運行狀態監測；如果當前運行狀態不是最經濟運行狀態，則自動向最經濟的狀態進行切換。
[0013]本發明的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法的結構特點也在于:
[0014]所述步驟101中，在供電系統向第三低壓斷路器3DL發送分閘命令后，再根據第三低壓斷路器3DL的開關狀態判斷第三低壓斷路器3DL是否分閘成功，如果第三低壓斷路器3DL分閘成功，則自動進入步驟102 ;如果第三低壓斷路器3DL分閘未成功，則系統再向第三低壓斷路器3DL發送一次分閘命令，如果第三低壓斷路器3DL分閘成功，則自動進入步驟
102;如果第三低壓斷路器3DL分閘還不成功，則發出告警信息，停止自動控制流程的操作。
[0015]與已有技術相比，本發明有益效果體現在:
[0016]本發明的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，通過控制雙變壓器供電系統的第一高壓斷路器Cl、第二高壓斷路器C2、第一低壓斷路器1DL、第二低壓斷路器2DL和第三低壓斷路器3DL等在分合閘狀態，從而控制雙變壓器供電系統在并列運行狀態向分裂運行狀態之間轉換，并根據雙變壓器供電系統的狀態監測，調整雙變壓器供電系統使其始終能夠處于最經濟的運行狀態中，達到節能的目的。控制方法簡單易行，達到就地自動控制和最佳節能的運行方式，節省電能。通過開關操作，合理優化選擇變壓器投入與退出，使供電系統始終處于經濟運行模式。
[0017]本發明的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，具有可使得雙變壓器供電系統送電后能夠在最佳節能的運行方式下運行、簡單易行能實現節能的目的等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的控制方法中Tl和T2并列運行狀態轉換到Tl和T2分裂運行狀態的控制流程圖。
[0019]圖2為本發明的的控制方法中雙變壓器供電系統的硬件接線圖。
[0020]以下通過【具體實施方式】，并結合附圖對本發明作進一步說明。
【具體實施方式】[0021]參見附圖1?圖2，雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，其特征是，如圖2所示，雙變壓器供電系統包括IOKV母線、第一高壓斷路器Cl、第二高壓斷路器C2、第一 500kVA變壓器Tl、第二 500kVA變壓器T2、第一低壓斷路器1DL、第二低壓斷路器2DL和第三低壓斷路器3DL、0.4kV I段母線和0.4kV II段母線；所述IOKV母線和第一500kVA變壓器Tl之間通過第一高壓斷路器Cl相連接，所述IOKV母線和第二 500kVA變壓器T2之間通過第二高壓斷路器C2相連接；所述0.4kV I段母線和第一 500kVA變壓器Tl之間通過第一低壓斷路器IDL相連接，所述0.4kV II段母線和第二 500kVA變壓器T2之間通過第二低壓斷路器2DL相連接；所述0.4kV I段母線和所述0.4kV II段母線之間通過第三低壓斷路器3DL相連接；
[0022]雙變壓器供電系統有四種運行狀態:第一 500kVA變壓器Tl單獨運行狀態、第二500kVA變壓器T2單獨運行狀態、兩臺變壓器分裂運行狀態和兩臺變壓器并列運行狀態；
[0023]雙變壓器供電系統中的運行狀態參數包括:第一 500kVA變壓器Tl的累計運行時間Ml、第一 500kVA變壓器Tl最后一次停運累計時間TMl、第二 500kVA變壓器T2的累計運行時間M2、第二 500kVA變壓器T2最后一次停運累計時間TM2、優先運行的變壓器MB ；
[0024]其中，第一 500kVA變壓器Tl的累計運行時間Ml ；
[0025]第一 500kVA變壓器Tl最后一次停運累計時間TMl=當前時間-Tl的最后停運時間 STl ；
[0026]第二 500kVA變壓器T2的累計運行時間M2 ；
[0027]第二 500kVA變壓器T2最后一次停運累計時間TM2=當前時間-T2的最后停運時間 ST2 ；
[0028]優先運行的變壓器標識MB:默認值為1，表示優先運行第一 500kVA變壓器Tl，取值范圍I或2 ;
[0029]具體實施時，需要檢測兩臺配電變壓器的電壓、電流、有功、無功、高低壓兩側開關狀態、低壓側母聯開關狀態。根據變壓器實際運行狀態、相關保護裝置信息，用以判斷配電變壓器是否可以正常投切，如果不能正常投切，發出警告信息，并根據需要自動進行處理，使開關達到投切條件。
[0030](I)第一 500kVA變壓器Tl單獨運行:此時，Cl、IDL和3DL處于合閘狀態，C2和2DL處于分閘狀態，只有Tl為兩段0.4kV母線供電；總用電負荷S小于單臺變壓器容量500kVA (容量數據后臺軟件可調)的70% (門限可調)時，在超出10分鐘(時間可調)后，選擇第一 500kVA變壓器Tl (既定的優先變壓器)單獨運行實現經濟運行操作。第一 500kVA變壓器Tl連續運行10天后，進行自動切換操作，轉到第二 500kVA變壓器T2單獨運行的運行方案。
[0031](2)第二 500kVA變壓器T2單獨運行:此時，C2、2DL和3DL處于合閘狀態，Cl和IDL處于分閘狀態，只有T2為兩段0.4kV母線供電；總用電負荷滿足第一種運行條件時，第
二500kVA變壓器T2也可以單獨運行。第二 500kVA變壓器T2連續運行10天后，進行自動切換操作，轉到第一 500kVA變壓器Tl單獨運行的運行方案。
[0032](3)第一 500kVA變壓器Tl和第二 500kVA變壓器T2分裂運行:此時，C1、C2、1DL和2DL處于合閘狀態，3DL處于分閘狀態，Tl和T2分別為0.4kV I段母線和0.4kV II段母線供電，且0.4kV I段母線和0.4kV II段母線之間是相互斷開的；總負荷S大于單臺變壓器容量500kVA (容量數據后臺軟件可調)的80% (門限可調)10分鐘(時間可調)后，進行兩臺變壓器分裂運行操作。
[0033](4)第一 500kVA變壓器Tl和第二 500kVA變壓器T2并列運行:此時，C1、C2、1DL、2DL和3DL都處于合閘狀態，Tl和T2同時0.4kV I段母線和0.4kV II段母線供電，0.4kV I段母線和0.4kV II段母線之間是相互連接的，Tl和T2之間為并聯狀態；總負荷S大于兩臺變壓器容量IOOOkVA (容量數據后臺軟件可調)的60% (門限可調)時，在超出10分鐘(時間可調)后，進行兩臺變壓器并列運行操作。
[0034]以上四種運行方案為正常運行方式，其他情況都認為屬于非正常運行方式，自動閉鎖任何自動控制操作。
[0035]并列運行狀態向分裂運行狀態轉換的轉換過程為:
[0036]步驟101:供電系統向第三低壓斷路器3DL發送分閘命令，第三低壓斷路器3DL分閘成功后進行步驟102 ；
[0037]步驟102:至此，供電系統已經成功切換到第一 500kVA變壓器Tl和第二 500kVA變壓器T2分裂運行狀態；供電系統根據兩臺變壓器的總負荷情況判斷當前運行狀態是否是最經濟運行狀態；如果當前運行狀態是最經濟運行狀態，保持當前運行運行狀態，并開始進行經濟運行狀態監測；如果當前運行狀態不是最經濟運行狀態，則自動向最經濟的狀態進行切換。
[0038]所述步驟101中，在供電系統向第三低壓斷路器3DL發送分閘命令后，再根據第三低壓斷路器3DL的開關狀態判斷第三低壓斷路器3DL是否分閘成功，如果第三低壓斷路器3DL分閘成功，則自動進入步驟102 ;如果第三低壓斷路器3DL分閘未成功，則系統再向第三低壓斷路器3DL發送一次分閘命令，如果第三低壓斷路器3DL分閘成功，則自動進入步驟102 ;如果第三低壓斷路器3DL分閘還不成功，則發出告警信息，停止自動控制流程的操作。
[0039]本發明的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，主要體現邏輯的判斷分析能力，復雜的判據確保系統正確動作，系統的安全、可靠是首選，系統通過協調高低壓開關，在合適的時間投入或切除變壓器，改變設備的運行方式，始終使變壓器處于一個經濟運行的狀態。節能是建立在變壓器經濟運行的條件下得到的后續可觀的附加值。
[0040]本發明的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，在運行狀態切換時用到的參數有:第一 500kVA變壓器Tl的累計運行時間Ml、第一 500kVA變壓器Tl最后一次停運累計時間TM1、第二 500kVA變壓器T2的累計運行時間M2、第二 500kVA變壓器T2最后一次停運累計時間TM2、優先運行的變壓器標識MB。
[0041]其中，第一 500kVA變壓器Tl的累計運行時間Ml ；
[0042]第一 500kVA變壓器Tl最后一次停運累計時間TMl=當前時間-最后停運時間STl ；
[0043]第二 500kVA變壓器T2的累計運行時間M2 ；
[0044]第二 500kVA變壓器T2最后一次停運累計時間TM2=當前時間-最后停運時間ST2 ；
[0045]優先運行的變壓器標識MB:默認值為1，表示優先運行第一 500kVA變壓器Tl，取值范圍I或2。取值2時，表示優先運行第二 500kVA變壓器T2。
[0046]M1、TM1、M2、TM2、MB為判斷條件的參數，都是以上述方法計算得出。[0047]在系統自動控制過程中，如果因為外界干擾因素的出現，而導致了自動系統無法正常進行，則系統會自動停止自動控制流程。外界干擾因素通常有三種:1)人為干預；例如:開關被人工就地合閘或分閘；2)開關拒動；在自動控制開關切換的過程，超過設置次數的開關拒動，此故障一般是由開關本身硬件故障引起的；3)開關保護動作；由于負荷線路出現瞬時性或永久性故障而引起的開關保護分閘動作。
[0048]在自動控制流程停止后，必須有人工重新啟動自動控制流程，從而保證了線路和設備的檢修和維護工作的安全性。
[0049]本發明的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法中，2臺變壓器滿足并列運行條件:(1)變壓器繞組的聯結組別必須相同；(2)電壓變比必須相同；(3)阻抗電壓應相同或接近；(4)容量不能相差太大；(5) 二次側相位相同。
[0050]配電房內變壓器并列滿足要求后，IOkV進線電源為單一電源(同一變電站、同一IOkV母線，對配電房IOkV母線供電，圖2為雙變壓器供電系統的示意圖。
[0051]本發明的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，主要針對廠礦、企業內投運的2臺及以上IOkV配電變壓器，低壓供電系統可分裂及并列運行，依據低壓系統負荷大小自動調節變壓器投入時間，通過變壓器運行狀態的改變，使2臺變壓器始終處在經濟運行狀態，達到就地自動控制和最佳節能的運行方式，節省電能。通過開關操作，合理優化選擇變壓器投入與退出，使供電系統始終處于經濟運行模式。
【權利要求】
1.雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，其特征是，如圖2所示，雙變壓器供電系統包括IOKV母線、第一高壓斷路器Cl、第二高壓斷路器C2、第一 500kVA變壓器Tl、第二 500kVA變壓器T2、第一低壓斷路器1DL、第二低壓斷路器2DL和第三低壓斷路器3DL、0.4kV I段母線和0.4kV II段母線；所述IOKV母線和第一 500kVA變壓器Tl之間通過第一高壓斷路器Cl相連接，所述IOKV母線和第二 500kVA變壓器T2之間通過第二高壓斷路器C2相連接；所述0.4kV I段母線和第一 500kVA變壓器Tl之間通過第一低壓斷路器IDL相連接，所述0.4kV II段母線和第二 500kVA變壓器T2之間通過第二低壓斷路器2DL相連接；所述0.4kV I段母線和所述0.4kV II段母線之間通過第三低壓斷路器3DL相連接； 雙變壓器供電系統有四種運行狀態:第一 500kVA變壓器Tl單獨運行狀態、第二500kVA變壓器T2單獨運行狀態、兩臺變壓器分裂運行狀態和兩臺變壓器并列運行狀態； 并列運行狀態向分裂運行狀態轉換的轉換過程為: 步驟101:供電系統向第三低壓斷路器3DL發送分閘命令，第三低壓斷路器3DL分閘成功后進行步驟102 ； 步驟102:至此，供電系統已經成功切換到第一 500kVA變壓器Tl和第二 500kVA變壓器T2分裂運行狀態；供電系統根據兩臺變壓器的總負荷情況判斷當前運行狀態是否是最經濟運行狀態；如果當前運行狀態是最經濟運行狀態，保持當前運行運行狀態，并開始進行經濟運行狀態監測；如果當前運行狀態不是最經濟運行狀態，則自動向最經濟的狀態進行切換。
2.根據權利要求1所述的雙變壓器系統中并列運行向分裂運行狀態轉換的控制方法，其特征是，所述步驟101中，在供電系統向第三低壓斷路器3DL發送分閘命令后，再根據第三低壓斷路器3DL的開關狀態判斷第三低壓斷路器3DL是否分閘成功，如果第三低壓斷路器3DL分閘成功，則自動進入步驟102 ;如果第三低壓斷路器3DL分閘未成功，則系統再向第三低壓斷路器3DL發送一次分閘命令，如果第三低壓斷路器3DL分閘成功，則自動進入步驟102 ;如果第三低壓斷路器3DL分閘還不成功，則發出告警信息，停止自動控制流程的操作。
【文檔編號】H02J13/00GK103595142SQ201310632406
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】宋曉華, 唐旭明, 陶華春, 張兵, 朱文協, 楊興漢 申請人:國網安徽省電力公司淮南供電公司