一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置，包括：1第一功能压板检测单元；第一直流开关检测单元；第一电压检测单元；第一交流开关检测单元；给所述备自投装置充电的第一充电单元。本实用新型可以更好的在交流输配电网和柔性直流输配电网混合供电期间避免交流输配电网区域和柔性直流配电网区域成为孤岛，解决两种电网区域的互联问题。
【专利说明】—种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及交流及柔性直流输配电网备自投配置【技术领域】，尤其涉及一种交直流混合供电区域配电网的备自投装置及配置系统。
【背景技术】
[0002]目前，我国大部分城乡配电网系统采用10kV交流电作为主要的供电电压。由于近年来经济的快速发展，在负荷密度较大的城市中心区已经暴露出供电能力不足、站点和线路走廊资源极为紧张等问题，而且在低负荷的偏远农村地区出现电压降落过大，用户电压质量难以得到保障，供电距离受限等情况，因此，将配电网采取柔性直流输配电网供电。
[0003]随着电力电子器件和控制技术的发展，出现了新型的半导体器件一绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)在低电压系统的应用，使得IGBT作为开关器件的电压源换流器(Voltage-Sourced Converter, VSC),随后在工业驱动装置上得到广泛应用，再经过随后的IGBT器件的电压和容量多次升级后，使得采用绝缘栅双极晶体管构成的电压源换流器在直流输配电网中应用成为现实。
[0004]在直流输配电网应用中换流器采用IGBT阀和两电平(或多电平)三相机构，并使用脉宽调制技术(Pulse Width Modulation，PWM)控制IGBT阀的开断状况，具备上述功能后使得由其构成的直流配电网系统在许多方面不同于常规的直流输配电，可以克服常规的直流输配电中呈现的多类问题。这种新型的直流输配电技术，简称为“柔性直流(High VoltageDirect Current Flexible, HVDC-Flexible)，，。
[0005]柔性直流(HVDC-Flexible)是从常规直流输配电技术发展而来，优点均为其常规直流输配电的优点，例如:柔性直流输配电线路相比于目前运行中交流输配电网线路要少一根导线，使其线路成本低，损耗小，节约了输配电线路大量走廊通道；柔性直流配电网系统为了实现较少故障率，一般采用电缆作为配电网系统通道，电缆的输送容量大、损耗小、使用周期长、输送距离不受限制；柔性直流配电网系统采用电缆作为输配电通道，一般在地下使用直埋技术，工程成本低、工期短，还减少对环境的影响；另外，柔性直流配电网系统稳定强；柔性直流配电网系统可以实现非同步系统的互联；柔性直流可以向无源区供电，不存在换相失败问题；柔性直流配电网系统所输送的有功功率和无功功率可以快速独立控制；柔性直流配电网系统较好地分期建设、扩展性好；事故后快速恢复供电和黑启动；可以向无源电网供电等等。
[0006]但是目前的交流输配电网技术承担主要的地位，而柔性直流配电网系统大多是在交流输配电网技术基础上转变成，在转变过程中将是一个长期的系统工程，根据国内外的改造经验，整个工程过程可能持续长达几年左右。在此期间，在交流输配电网区域改造区域中，并不是所有的供电区域均具备立刻升压的条件和时机，必然存在两种不同性质等级的配电网共存的区域，也即交流输配电网区域和柔性直流配电网区域混合供电区域。具体如图1所示。
[0007]在采用交流输配电网区域和柔性直流配电网区域混合供电期间，交流输电配网区和柔性直流配电网区域成为孤岛，解决两种电网区域互联。
实用新型内容
[0008]本实用新型提供一种交流与柔性直流混合供电区域的备自投配置系统，包括:
[0009]10kV交流母线桥，其与所述交流输配电网的10kV 1M母线连接，用于汇聚10KV交流电能；
[0010]负直流母线桥，其与所述柔性直流输配电网的负直流母线连接；
[0011]正直流母线桥，其与所述柔性直流输配电网的正直流母线连接；
[0012]所述负直流母线桥与正直流母线桥用于汇聚所述柔性直流输配电网的直流电倉泛;
[0013]联络电抗器，其与所述10kV交流母线桥相连接，其为所述柔性直流输配电网的电压源换流器与交流输配电网进行电能质量交换；
[0014]联络换流阀桥臂，其与所述联络电抗器连接，采取三相两电平桥式结构，包括可关断器件VTP1、可关断器件VTP2，续流二极管VDP1和VDP2 ；
[0015]联络直流电容CP1 —端与所述可关断器件VTP1连接，联络直流电容CP2 —端与所述可关断器件VTP2连接，且联络直流电容CP1和联络直流电容CP2的另一端连接且接地；
[0016]联络直流开关QFP1和联络直流开关QFP2分别与所述正直流母线桥和负直流母线桥连接。
[0017]另一方面，本实用新型提供了一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置，包括:
[0018]检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在投入位置的第一功能压板检测单元;
[0019]检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFP1以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在分位，且不为检修状态的第一直流开关检测单元；
[0020]检测所述交流输配电网的10kV 1M母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上是否均有电压的第一电压检测单元；
[0021]检测交流输配电网的变压器B1主变低压侧开关DL2是否在合位的第一交流开关检测单元；
[0022]在所述第一功能压板检测单元检测到所述备自投装置的备自投功能压板在投放位置，所述第一直流开关检测单元检测到柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFP1以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2均在分位，且不为检修，所述第一电压检测单元检测到所述交流输配电网的10kV 1M母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均有电压，所述第一交流开关检测单元检测到所述交流输配电网的变压器B1主变低压侧开关DL2在合位时，经过tl时间延时后，给所述备自投装置充电的第一充电单兀。
[0023]其中所述装置还包括:
[0024]检测是否收到交流输配电网的变压器B1主变高压侧开关DL1的手跳信号；或检测是否收到交流输配电网的变压器B1主变低压侧开关DL2的手跳信号；或检测是否收到变压器BI的主变后备保护信号的第一信号检测单元；
[0025]在所述第一功能压板检测单元检测到所述备自投装置的备自投功能压板在退出位置，或第一所述直流开关检测单元检测到所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl或所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2在合位或在检修，或第一电压检测单元检测所述交流输配电网的IOkV IM母线或所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均无电压，或第一信号检测单元检测所述交流输配电网的变压器BI主变高压侧开关DLl手跳信号或变压器BI主变低压侧开关DL2的手跳信号，或变压器BI主变后备保护信号时，经过t2时间延时后，所述备自投装置放电的第一放电单元。
[0026]其中所述备自投装置还包括:
[0027]检测所述交流输配电网的10 kV IM母线上的原有负荷容量Pl是否小于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2的第一负荷容量检测单元；
[0028]检测所述交流输配电网的变压器BI变低侧是否无电流的第一电流检测单元；
[0029]在所述第一电压检测单元检测到所述交流输配电网的10 kV IM母线失压，且所述第一负荷容量检测单元检测到所述交流输配电网的10 kV IM母线上的原有负荷容量Pl小于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2，且所述第一电流检测单元检测到所述交流输配电网的变压器BI变低侧无电流时，延时t3时间并同时再跳开所述变压器BI变低侧开关DL2的第一备自投启动单元；
[0030]在延时t4内，收到所述变压器BI变低侧开关DL2为分位信号，自动投入直流联络开关QFPl和直流联络开关QFP2，反之不自动投入直流联络开关QFPl和直流联络开关QFP2的第一备自投动作单元。
[0031]再一方面，本实用新型提供了一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置，包括:
[0032]检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在投入位置的第二功能压板检测单元;
[0033]检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在分位，且不为检修状态的第二直流开关检测单元；
[0034]检测所述交流输配电网的IOkV IM母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上是否均有电压的第二电压检测单元；
[0035]检测柔性直流输配电网的变压器B2主变低压侧直流开关QFl和直流开关QF2是否在合位的第二交流开关检测单元；
[0036]在所述第二功能压板检测单元检测到所述备自投装置的备自投功能压板在投放位置，所述第二直流开关检测单元检测到所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2均在分位，且不为检修，所述第二电压检测单元检测到所述交流输配电网的IOkV IM母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均有电压，所述第二交流开关检测单元检测到所述柔性直流输配电网的变压器B2主变低压侧直流开关QFl和直流开关QF2在合位，经过tl时间延时后，给所述备自投装置充电的第二充电单元。
[0037]其中，所述备自投装置还包括:[0038]检测是否收到柔性直流输配电网的变压器B2主变高压侧直流开关DL3的手跳信号，或是否收到柔性直流输配电网的变压器B2主变低压侧直流联络开关QFP1或QFP2的手跳信号，或是否收到变压器B2的主变后备保护信号的信号检测单元的第二信号检测单元；
[0039]以及在所述第二功能压板检测单元检测到所述备自投装置的备自投功能压板在退出位置，或所述第二直流开关检测单元检测到所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFP1或所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2在合位或在检修，或第二电压检测单元检测所述交流输配电网的10kV 1M母线或所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均无电压，或第二信号检测单元检测到所述柔性直流输配电网的变压器B2主变高压侧开关DL3手跳信号或变压器B2主变低压侧直流联络开关QFP1或QFP2的手跳信号时，或变压器B2主变后备保护信号时，经过t2时间延时后，所述备自投装置放电的第二放电单元。
[0040]其中，所述备自投装置还包括:
[0041]检测所述交流输配电网的10 kV 1M母线上的原有负荷容量P1是否大于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2的第二负荷容量检测单元；
[0042]检测所述柔性直流输配电网的变压器B2变低侧是否无电流的第二电流检测单元;
[0043]在所述第二电压检测单元检测到所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线失压，且所述第二负荷容量检测单元检测到所述交流输配电网的10 kv 1M母线上的原有负荷容量P1大于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2，且所述第二电流检测单元检测到所述柔性直流输配电网的变压器B2变低侧无电流时，延时t3时间，启动备自投装置并跳开所述变压器B2变低侧直流联络开关QFP1和直流联络开关QFP2的第二备自投启动单元；
[0044]以及，在延时t4内，收到变压器B2变低侧直流联络开关QFP1和直流联络开关QFP2为分位信号，自动投入交流输配电网的10kV 1M母线和柔性直流输配电网的正直流母线的联络开关QFP1和负直流母线的联络开关QFP2，反之不自动投入交流输配电网的10kV 1M母线和柔性直流输配电网的正直流母线的联络开关QFP1和负直流母线的联络开关QFP2的第二备自投单元。
[0045]本实用新型提出一种交直流混合供电区域配电网的备自投配置系统及方法可以更好的在交流输配电网和柔性直流输配电网混合供电期间避免交流输配电网区域和柔性直流配电网区域成为孤岛，解决两种电网区域的互联问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1为交流输配电网区域和柔性直流配电网区域混合供电区域示意图；
[0047]图2为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投配置系统的结构示意图；
[0048]图3为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投配置系统中换流器阀工作原理流路径示意图；
[0049]图4为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例一的结构示意图。[0050]图5为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例一充电过程逻辑示意图；
[0051]图6为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例一放电过程逻辑示意图；
[0052]图7为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例一备自投过程逻辑示意图；
[0053]图8为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例二的结构示意图。
[0054]图9为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例二充电过程逻辑示意图；
[0055]图10为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例二放电过程逻辑示意图；
[0056]图11为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例二备自投过程逻辑示意图。
【具体实施方式】
[0057]本实用新型实施例提出一种交直流混合供电区域配电网的备自投配置系统及方法。是为更好在混合供电期间为了避免交流输配电网区域和柔性直流配电网区域成为孤岛，两种电网区域的互联问题。
[0058]图2为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投配置系统的结构示意图。
[0059]如图2所示，交流与柔性直流混合供电区域的备自投配置系统包括:
[0060]IOkV交流母线桥，其与所述交流输配电网的IOkV IM母线连接，用于汇聚IOKV交流电能；
[0061]负直流母线桥，其与所述柔性直流输配电网的负直流母线连接；
[0062]正直流母线桥，其与所述柔性直流输配电网的正直流母线连接；
[0063]所述负直流母线桥与正直流母线桥用于汇聚所述柔性直流输配电网的直流电倉泛;
[0064]联络电抗器LP，其与所述IOkV交流母线桥相连接，其为所述柔性直流输配电网的电压源换流器与交流输配电网进行电能质量交换；同时起到滤波作用。
[0065]联络换流阀桥臂，其与所述联络电抗器连接，采取三相(A、B、C)两电平桥式结构，包括可关断器件VTPl、可关断器件VTP2，续流二极管VDPl和VDP2 ；
[0066]具体的，如图3所示，联络换流阀桥臂工作原理如下:
[0067]联络换流阀桥臂的上、下两个断器件阀具有四种不同的电流路径，如3所示。当上半桥臂的可断器元件VTPl触发时，若电流为正，则流通路径从电容正极性端经可关断器件VTPl至输出端，如图3所示中a路径；若电流为负，则流通路径从输出端经续流二极管VDPl至电容正极性端，如3所示中b路径。当下半桥臂的可断器件VTP2触发时，若电流为正，则流通路径从电容负极性端经续流二极管VDP2至输出端，如图3所示中d路径；若电流为负，则流通路径从输出端经可关断器件VTa2至电容负极性端，如图3所示中c路径。B、C、A相类似，不再赘述。
[0068]联络直流电容CP1 —端与所述可关断器件VTP1连接，联络直流电容CP2 —端与所述可关断器件VTP2连接，且联络直流电容CP1和联络直流电容CP2的另一端连接且接地；该联络直流电容CP1和联络直流电容CP2用于为电压源换流器提供直流电压支撑，缓冲所述联络换流阀桥臂的可关断器件VTP1和可关断器件VTP2在关断时的冲击电流，减少直流侧谐波；
[0069]联络直流端的柔性输配电系统通常是双极运行，在对称的两组电容器CP1、CP2中间引出接地点d，接地点d是保持直流端两极平衡，正常运行时上、下极的直流电流大小相等，方向相反。
[0070]联络直流开关QFP1和联络直流开关QFP2分别与所述正直流母线桥和负直流母线桥连接，在故障时起到隔离作用。
[0071]下面将介绍作用于上述的交流与柔性直流输配电网备自投配置系统的备自投装置。
[0072]首先需要说明的是，本实用新型中所谓的备自投装置，是指备用电源自动投入使用装置，简称备自投装置，其作用为:在工作电源突然失效或异常的情况下，自动投入备用电源，迅速恢复失压设备的用电，保证供电的连续性。
[0073]为了提高交流与柔性直流混合供电区域备自投对运行方式的适应性，备自投装置进行充电、放电、动作方法可以分为方式1和方式2，以下将分别描述。
[0074]备自装置实施例一:
[0075]图4为本实用新型提供的交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置实施例一的结构示意图。
[0076]如图4所示，本实用新型提供了一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置，包括:
[0077]检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在投入位置的第一功能压板检测单元10 ;
[0078]检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFP1以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在分位，且不为检修状态的第一直流开关检测单元11 ；
[0079]检测所述交流输配电网的10kV 1M母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上是否均有电压的第一电压检测单元12 ；
[0080]检测交流输配电网的变压器B1主变低压侧开关DL2是否在合位的第一交流开关检测单元13 ；
[0081]在所述第一功能压板检测单元10检测到所述备自投装置的备自投功能压板在投放位置，所述第一直流开关检测单元11检测到柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFP1以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2均在分位，且不为检修，所述第一电压检测单元12检测到所述交流输配电网的10kV 1M母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均有电压，所述第一交流开关检测单元13检测到所述交流输配电网的变压器B1主变低压侧开关DL2在合位时，经过tl时间延时后，给所述备自投装置充电的第一充电单元14。[0082]其中所述装置还包括:
[0083]检测是否收到交流输配电网的变压器BI主变高压侧开关DLl的手跳信号；或检测是否收到交流输配电网的变压器BI主变低压侧开关DL2的手跳信号；或检测是否收到变压器BI的主变后备保护信号的第一信号检测单元15 ；
[0084]在所述第一功能压板检测单元10检测到所述备自投装置的备自投功能压板在退出位置，或第一所述直流开关检测单元检测到所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl或所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2在合位或在检修，或第一电压检测单元12检测所述交流输配电网的IOkV IM母线或所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均无电压，或第一信号检测单元15检测所述交流输配电网的变压器BI主变高压侧开关DLl手跳信号或变压器BI主变低压侧开关DL2的手跳信号，或变压器BI主变后备保护信号时，经过t2时间延时后，所述备自投装置放电的第一放电单元16。
[0085]其中所述备自投装置还包括:
[0086]检测所述交流输配电网的10 kV IM母线上的原有负荷容量Pl是否小于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2的第一负荷容量检测单元17 ；
[0087]检测所述交流输配电网的变压器BI变低侧是否无电流的第一电流检测单元18 ；
[0088]在所述第一电压检测单元12检测到所述交流输配电网的10 kV IM母线失压，且所述第一负荷容量检测单元17检测到所述交流输配电网的10 kV IM母线上的原有负荷容量Pl小于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2，且所述第一电流检测单元18检测到所述交流输配电网的变压器BI变低侧无电流时，延时t3时间并同时再跳开所述变压器BI变低侧开关DL2的第一备自投启动单元19 ；
[0089]在延时t4内，收到所述变压器BI变低侧开关DL2为分位信号，自动投入直流联络开关QFPl和直流联络开关QFP2，反之不自动投入直流联络开关QFPl和直流联络开关QFP2的第一备自投动作单元20。
[0090]实施例一提供的备自投装置进行充电的过程如图5所示。
[0091]检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在投入位置；
[0092]检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在分位，且不为检修状态；
[0093]检测所述交流输配电网的IOkV IM母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上是否均有电压；
[0094]检测交流输配电网的变压器BI主变低压侧开关DL2是否在合位；
[0095]具体的充电过程如下:
[0096]①检测到“备自投功能压板”在投入位置。
[0097]②检测到交流与柔性直流联络开关(QFP1、QFP2)均在“分位”，而且不为检修。
[0098]③检测到10 kVIM和正、负直流母线均有电压。
[0099]④检测到BI主变低压侧开关DL2在合位。
[0100]满足上述条件经tl时间延时后处于充电状态
[0101]所述备自投装置实施例一具体充电过程实现如下:
[0102]“备自投功能压板”在投入位置、IOkV IM和正、负直流母线均有电压、(DL2)处于合位、QFP1、QFP2均在“分位”，而且不为检修等共构成与门(&)，经过tl时间延时后充电成功。
[0103]相应的，放电过程如下，首先进行以下检测:
[0104]检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在退出位置；
[0105]检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl或所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在合位，或为检修状态；
[0106]检测所述交流输配电网的IOkV IM母线、所述柔性直流输配电网的正直流母线、负直流母线上是否无电压；
[0107]检测是否收到交流输配电网的变压器BI主变高压侧开关DLl的手跳信号；
[0108]检测是否收到交流输配电网的变压器BI主变低压侧开关DL2的手跳信号；
[0109]检测是否收到变压器BI的主变后备保护信号；
[0110]具备下面条件之一放电，逻辑图见图6所示
[0111]①“备自投功能压板”在退出位置
[0112]②QFPl或QFP2联络开关均在“合位”或检修
[0113]③10 kVIM无压,延时5s放电(同时发告警信号)
[0114]④正直流母线无压，延时5s放电(同时发告警信号)
[0115]⑤负直流母线无压，延时5s放电(同时发告警信号)
[0116]⑥收到BI变高开关DLl手跳信号
[0117]⑦收到BI变低开关DL2手跳信号
[0118]⑧收到BI主变后备保护信号
[0119]所述备自投装置实施例一具体放电过程实现如下:
[0120]“备自投功能压板”在退出位置、10 kVIM或正、负直流母线均无压、QFPl或QFP2联络开关均在“合位”或检修、收到BI变高开关DLl手跳信号；收到BI变低开关DL2手跳信号；收到BI主变后备保护信号等构成或门(> = )，经过t2时间延时后充电成功。
[0121]相应的，备自投装置实施例一进行动作的过程如下:逻辑图见图7所示。
[0122]①检测到10 kV IM失压。
[0123]②Pl < P2 (Pl为10 kV IM上原有负荷容量；P2为直流侧负荷容量)
[0124]③BI降压变压器变低侧无流(可通过无流定值整定)
[0125]满足上述条件延时t3装置启动；同时再跳BI降压变压器变低侧开关(DL2)，在延时t4内，若收到BI降压变压器变低侧开关(DL2)为分位信号，备自投同时自动投入QFPl和QFP2联络开关，装置显示自投成功；若延时t4内，未收到BI降压变压器变低侧开关(DL2)为分位信号，装置显示自投失败。
[0126]所述方式I的具体动作过程实现，检测到10 kV IM失压；Pl < P2 (Pl为10 kVIM上原有负荷容量；P2为准备备自投负荷容量，就是从直流侧准备投入的负荷容量)；BI降压变压器变低侧无流(可通过无流定值整定)构成与门(&)装置启动，经过t3时间延时后跳DL2，装置收到DL2与延时t4构成与门(&)，备自投同时自动投入QFPl和QFP2联络开关。
[0127]再一方面，如图8所示，本实用新型提供了 一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置，包括:[0128]检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在投入位置的第二功能压板检测单元30 ；
[0129]检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFP1以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在分位，且不为检修状态的第二直流开关检测单元31 ；
[0130]检测所述交流输配电网的10kV 1M母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上是否均有电压的第二电压检测单元32 ；
[0131]检测柔性直流输配电网的变压器B2主变低压侧直流开关QF1和直流开关QF2是否在合位的第二交流开关检测单元33 ；
[0132]在所述第二功能压板检测单元30检测到所述备自投装置的备自投功能压板在投放位置，所述第二直流开关检测单元31检测到所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFP1以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2均在分位，且不为检修，所述第二电压检测单元32检测到所述交流输配电网的10kV 1M母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均有电压，所述第二交流开关检测单元33检测到所述柔性直流输配电网的变压器B2主变低压侧直流开关QF1和直流开关QF2在合位，经过tl时间延时后，给所述备自投装置充电的第二充电单元34。
[0133]其中，所述备自投装置还包括:
[0134]检测是否收到柔性直流输配电网的变压器B2主变高压侧直流开关DL3的手跳信号，或是否收到柔性直流输配电网的变压器B2主变低压侧直流联络开关QFP1或QFP2的手跳信号，或是否收到变压器B2的主变后备保护信号的信号检测单元的第二信号检测单元35 ；
[0135]以及在所述第二功能压板检测单元30检测到所述备自投装置的备自投功能压板在退出位置，或所述第二直流开关检测单元31检测到所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFP1或所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2在合位或在检修，或第二电压检测单元32检测所述交流输配电网的10kV 1M母线或所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均无电压，或第二信号检测单元35检测到所述柔性直流输配电网的变压器B2主变高压侧开关DL3手跳信号或变压器B2主变低压侧直流联络开关QFP1或QFP2的手跳信号时，或变压器B2主变后备保护信号时，经过t2时间延时后，所述备自投装置放电的第二放电单元36。
[0136]其中，所述备自投装置还包括:
[0137]检测所述交流输配电网的10 kV 1M母线上的原有负荷容量P1是否大于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2的第二负荷容量检测单元37 ；
[0138]检测所述柔性直流输配电网的变压器B2变低侧是否无电流的第二电流检测单元38 ；
[0139]在所述第二电压检测单元32检测到所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线失压，且所述第二负荷容量检测单元37检测到所述交流输配电网的10 kV 1M母线上的原有负荷容量P1大于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2，且所述第二电流检测单元38检测到所述柔性直流输配电网的变压器B2变低侧无电流时，延时t3时间，启动备自投装置并跳开所述变压器B2变低侧直流联络开关QFP1和直流联络开关QFP2的第二备自投启动单元39 ；
[0140]以及，在延时t4内，收到变压器B2变低侧直流联络开关QFPl和直流联络开关QFP2为分位信号，自动投入交流输配电网的IOkV IM母线和柔性直流输配电网的正直流母线的联络开关QFPl和负直流母线的联络开关QFP2，反之不自动投入交流输配电网的IOkV IM母线和柔性直流输配电网的正直流母线的联络开关QFPl和负直流母线的联络开关QFP2的第二备自投单元40。
[0141]具体实现中，备自投装置实施例二的充电过程如图9所示。
[0142]检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在投入位置；
[0143]检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在分位，且不为检修状态；
[0144]检测所述交流输配电网的IOkV IM母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上是否均有电压；
[0145]检测柔性直流输配电网的变压器B2主变低压侧直流开关QFl和直流开关QF2是否在合位；
[0146]充电过程:
[0147]①“备自投功能压板”在投入位置。
[0148]②交流与柔性直流联络开关(QFP1、QFP2)均在“分位”，而且不为检修。
[0149]③10 kV IM和正、负直流母线均有电压。
[0150]④B2主变低压侧直流开关(QFP1、QFP2)均在合位。
[0151]满足上述条件经tl时间延时后处于充电状态。
[0152]所述备自投装置实施例二的具体充电过程实现如下:
[0153]“备自投功能压板”在投入位置、10 kVIM和正、负直流母线均有电压、QFP1、QFP2均在“分位”，而且不为检修、QFl和QF2均在合位，而且不为检修等共构成与门(&)，经过tl时间延时后充电成功。
[0154]备自投装置实施例二进行放电过程如下:
[0155]检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在退出位置；
[0156]检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl或所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在合位，或为检修状态；
[0157]检测所述交流输配电网的IOkV IM母线、所述柔性直流输配电网的正直流母线、负直流母线上是否无电压；
[0158]检测是否收到柔性直流输配电网的变压器B2主变高压侧直流开关DL3的手跳信号;
[0159]检测是否收到柔性直流输配电网的变压器B2主变低压侧直流联络开关QFPl或QFP2的手跳信号；
[0160]检测是否收到变压器B2的主变后备保护信号；
[0161]具备下面条件之一放电。逻辑图见图10所示
[0162]①“备自投功能压板”在退出位置
[0163]②10 kVIM和正、负直流母线联络开关QFPl或QFP2均在“合位”，而且为检修
[0164]③10 kVIM无压,延时5s放电(同时发告警信号)[0165]④正直流母线无压，延时5s放电(同时发告警信号)
[0166]⑤负直流母线无压，延时5s放电(同时发告警信号)
[0167]⑥收到B2变高开关DL3手跳信号
[0168]⑦收到B2变低开关QFP1或QFP2手跳信号
[0169]⑧收到B2主变后备保护信号
[0170]所述方式2的具体放电过程实现，“备自投功能压板”在退出位置、10 kVIM和正、负直流母线联络开关QFP1或QFP2均在“合位”，而且为检修、10 kVIM或正、负直流母线无压、收到B2变高开关DL1手跳信号；收到B2变低开关QF1或QF2手跳信号；收到B2主变后备保护信号等构成或门(> = )，经过t2时间延时后充电成功。
[0171]备自投装置实施例二的动作逻辑图见图11所示，其过程如下:
[0172]检测所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线是否失压；
[0173]检测所述交流输配电网的10 kV 1M母线上的原有负荷容量P1是否大于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2 ；
[0174]检测所述柔性直流输配电网的变压器B2变低侧是否无电流；
[0175]①同时检测到正、负直流母线均失压。
[0176]②PI > P2 (P1为10 kV 1M上原有负荷容量；P2为直流侧负荷容量)
[0177]③B2降压变压器变低侧无流(可通过无流定值整定)
[0178]满足上述条件延时t3装置启动；同时再跳B2变低直流开关QF1和QF2，在延时t4内，若收到同时收跳B2变低直流开关QF1和QF2均为分位信号，备自投自动同时投入10kVIM和正、负直流母线联络开关QFP1或QFP2，装置显示自投成功；若延时t4内，未收到10kVIM和正、负直流母线联络开关QFP1或QFP2，装置显示自投失败。
[0179]本实用新型实施例提出一种交直流混合供电区域配电网的备自投装置及配置系统，可以在混合供电期间为了避免交流输配电网区域和柔性直流配电网区域成为孤岛，解决两种电网区域的互联问题。
[0180]以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置，其特征在于，包括: 检测所述备自投装置的备自投功能压板是否在投入位置的第一功能压板检测单元； 检测所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl以及所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2是否在分位，且不为检修状态的第一直流开关检测单元; 检测所述交流输配电网的IOkv IM母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上是否均有电压的第一电压检测单元； 检测交流输配电网的变压器BI主变低压侧开关DL2是否在合位的第一交流开关检测单元； 在所述第一功能压板检测单元检测到所述备自投装置的备自投功能压板在投放位置，所述第一直流开关检测单元检测到柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl以及所述正直流母 线上连接的直流联络开关QFP2均在分位，且不为检修，所述第一电压检测单元检测到所述交流输配电网的IOkV IM母线和所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均有电压，所述第一交流开关检测单元检测到所述交流输配电网的变压器BI主变低压侧开关DL2在合位时，经过tl时间延时后，给所述备自投装置充电的第一充电单兀。
2.如权利要求1所述的一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置，其特征在于，所述装置还包括: 检测是否收到交流输配电网的变压器BI主变高压侧开关DLl的手跳信号；或检测是否收到交流输配电网的变压器BI主变低压侧开关DL2的手跳信号；或检测是否收到变压器BI的主变后备保护信号的第一信号检测单元； 在所述第一功能压板检测单元检测到所述备自投装置的备自投功能压板在退出位置，或第一所述直流开关检测单元检测到所述柔性直流输配电网的负直流母线上连接的直流联络开关QFPl或所述正直流母线上连接的直流联络开关QFP2在合位或在检修，或第一电压检测单元检测所述交流输配电网的IOkV IM母线或所述柔性直流输配电网的正直流母线和负直流母线上均无电压，或第一信号检测单元检测所述交流输配电网的变压器BI主变高压侧开关DLl手跳信号或变压器BI主变低压侧开关DL2的手跳信号，或变压器BI主变后备保护信号时，经过t2时间延时后，所述备自投装置放电的第一放电单元。
3.如权利要求2所述的一种应用于交流与柔性直流混合供电区域的备自投装置，其特征在于，所述备自投装置还包括: 检测所述交流输配电网的10 kV IM母线上的原有负荷容量Pl是否小于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2的第一负荷容量检测单元； 检测所述交流输配电网的变压器BI变低侧是否无电流的第一电流检测单元； 在所述第一电压检测单元检测到所述交流输配电网的10 kV IM母线失压，且所述第一负荷容量检测单元检测到所述交流输配电网的10 kV IM母线上的原有负荷容量Pl小于所述柔性直流输配电网的负直流母线和正直流母线的负荷容量P2，且所述第一电流检测单元检测到所述交流输配电网的变压器BI变低侧无电流时，延时t3时间并同时再跳开所述变压器BI变低侧开关DL2的第一备自投启动单元； 在延时t4内，收到所述变压器BI变低侧开关DL2为分位信号，自动投入直流联络开关QFP1和直流联络开关QFP2，反之不自动投入直流联络开关QFP1和直流联络开关QFP2的第一备自投动作单元。
【文档编号】H02J9/06GK203537048SQ201320133767
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2013年3月22日
【发明者】王世祥, 胡子珩, 姚森敬, 王玮, 吴海涛, 黄福全, 汪桢子, 王炼, 宋华 申请人:深圳供电局有限公司