一种低压台区负荷不停电切换系统及其工作方法与流程

1.本发明涉及电力运检保供电技术领域，尤其涉及一种低压台区负荷不停电切换系统及其工作方法。


背景技术：

2.低压配网对于用户接入、缺陷处理、设备定检、维护、事故处理以及上级电网检修需要等操作，经常使用先停电后倒电的方法，造成停电次数较多，时间较长，严重地影响了企业正常生产，也给人民生活带来诸多不便。而供电企业自身也因停电减少了售电量，造成经济损失，同时承担因辖区用户频繁停电而造成的投诉责任，损害了供电企业的社会形象，因此停电造成的社会影响被供电企业高度重视。
3.目前在0.4kv 低压系统中通过检同期先并网再切换，从而实现市电与发电机之间倒电的方案已有应用，但其缺点描述如下：首先，此方案需要发电机和电网进行并网操作，对发电机和电网的冲击较大，会影响系统的稳定性，甚至出现并网失败的风险及故障。其次，为了简化并网操作步骤，需对网侧进行旁路供电操作，除了需要对网侧出线端进行带电操作，还要对网侧进线端带电操作，增加带电作业步骤及安全风险。另外，各地备用供电的方式也存在明显差异，例如备用电源选用移动箱变，此时因为变压器接线方式存在差异、且两路电源满载与空载的差异，造成低压侧两路电源频率一致、但角差较大的问题，此时无法满足并网要求，造成无法通过检同期并网实现负荷的倒换，从而无法满足所有用户的使用需求。
4.为了从技术创新角度解决现有准同期并网中存在安全桎梏，进一步简化带电作业步骤、增加不停电作业的应用场景、提升不停电切换可靠性和安全性，亟需一种新型的不停电切换方案，从而实现负载的不停电平滑过渡。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种低压台区负荷不停电切换系统及其工作方法，以实现负载在电网与备用电源之间的不停电切换，达到网侧带电接入简单、转换速度快的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
6.一种低压台区负荷不停电切换系统，包括主导电支路、短时导电支路、市电旁路、控制电路及电流/电压信号采集模块；所述的主导电支路包括第二断路器q2；第二断路器q2的一端与移动箱变/电源车s1相连；第二断路器q2的另一端与低压配电箱jp1出线端相连；所述的短时导电支路包括电子固态开关d1；短时导电支路与第二断路器q2并联；所述的市电旁路包括第一断路器q1；第一断路器q1的一端与低压配电箱jp1出线端相连；第一断路器q1的另一端与低压配电箱jp1进线端相连；所述的控制电路包括主控单元mc1，所述的主控单元mc1与电流/电压信号采集模
块相连以获取电压、电流信息；主控单元mc1通过第二断路器q2控制主导电支路的通断；主控单元mc1通过电子固态开关d1控制短时导电支路的通断；主控单元mc1通过第一断路器q1控制主导电支路的通断；当需要将负载从市电侧转移至移动箱变/电源车s1时，主控单元mc1通过电流/电压信号采集模块，判断移动箱变/电源车s1与市电电压值是否在误差范围内、相序是否一致，若满足条件，则进入等待切换阶段；当主控单元mc1通过电流/电压信号采集模块瞬时检测到低压配电箱jp1出线端电压跌落时，主控单元mc1控制导通电子固态开关d1，负荷通过移动箱变/电源车s1、短时导电支路向负载进行供电，保证负载不间断供电；同时主控单元mc1控制第二断路器q2动作合闸，使主导电支路导通；当主控单元mc1通过电流/电压信号采集模块检测到主导电支路具有电流出现后，主控单元mc1通过电子固态开关d1控制短时导电支路断开，此时负荷通过移动箱变/电源车s1、主导电支路向负载进行供电，此时允许市电高压侧进行停电检修作业；当市电高压侧进行停电检修作业，市电高压侧处于停电状态下时，允许市电旁路与低压配电箱jp1进线端相连；待高压侧检修完毕后，主控单元mc1通过电流/电压信号采集模块获得低压配电箱jp1进线端电压,判断低压配电箱jp1进线端与出线端电压值是否在误差范围内、相序是否一致，若满足条件，主控单元mc1驱动电子固态开关d1导通，使短时导电支路导通，同时驱动第二断路器q2分闸，使主导电支路断开；此时负荷通过移动箱变/电源车s1、短时导电支路短时供电；主控单元mc1控制第一断路器q1合闸使市电旁路导通，当主控单元mc1通过电流/电压信号采集模块检测到市电旁路上有电流出现时，主控单元mc1通过电子固态开关d1断开短时导电支路，此时市电通过市电旁路向负载供电；当手动合闸低压配电箱jp1总进线开关后，主控单元mc1控制第一断路器q1分闸，使市电旁路断开，完成负荷以不停电的方式从移动箱变/电源车s1到市电返回作业。
7.本技术方案采用非并网快速切换实现，将电压突变快速检测技术、混合式开关切换技术、励磁开关合闸快速检测技术应用于转换系统中；在切换过程中由固态电子固态开关d1承担暂态过程，解决机械触头分断引起的短时停电现象，从而实现负载在电网与备用电源之间的不停电切换，使其具有网侧带电接入简单、转换速度快、同步性能高、静态损耗低、综合性能好等显著优势。
8.通过驱动电子固态开关d1瞬时导通，补偿机械触头动作延时导致的短时停电现象，从而实现负荷的不停电切换控制。
9.电压信号采集为主控单元mc1提供同期相序检测和低压配电箱jp1总开关分闸时刻检测；电流信号的采集除了提供有效值的计算用于过载和短路保护外，还要提供三相瞬时电流模值计算，作为第一、第二断路器q1、q2的分合反馈信息，同时作为电子固态开关d1的瞬时通断触发信号。
10.第一、第二断路器q1、q2除了完成主备电源的分合闸转电操作，还具备过载短路保护功能。
11.作为优选技术手段：所述的短时导电支路还包括第三断路器q3,所述的第三断路
器q3与电子固态开关d1串联。第三断路器q3主要用于电子固态开关d1故障引起的过载和短路保护，防止故障事故扩大化。
12.作为优选技术手段：所述的电流/电压信号采集模块包括用于获取市电旁路电流信息的第一电流传感器ct1、用于获取主导电支路电流信息的第二电流传感器ct2、用于获取市电电压信息的第一电压传感器pt1、用于获取移动电源车s1电压信息的第二电压传感器pt2和用于获取出线端电压信息的第三电压传感器pt3；所述的第一电流传感器ct1、第二电流传感器ct2、第一电压传感器pt1、第二电压传感器pt2、第三电压传感器pt3与主控单元mc1相连。
13.作为优选技术手段：所述的第一电流传感器ct1、第二电流传感器ct2、第一电压传感器pt1、第二电压传感器pt2、第三电压传感器pt3均为三个，分别设有对应的a\b\c三相上。
14.作为优选技术手段：所述的第一电流传感器ct1设于市电旁路上，第一电流传感器ct1位于第一断路器q1与压配电箱jp1出线端之间；所述的第二电流传感器ct2设于主导电支路上，第二电流传感器ct2位于第二断路器q2与压配电箱jp1出线端之间；第一电压传感器pt1设于市电旁路上，第一电压传感器pt1位于第一断路器q1与压配电箱jp1进线端之间；第二电压传感器pt2设于主导电支路上，第二电压传感器pt2位于第二断路器q2与移动电源车s1之间；第三电压传感器pt3设于主导电支路或市电旁路上，第三电压传感器pt3位于第二断路器q2与低压配电箱jp1出线端之间，或第三电压传感器pt3位于第一断路器q1与低压配电箱jp1出线端之间。
15.本发明的另一个目的是提供一种低压台区负荷不停电切换系统的工作方法。
16.一种低压台区负荷不停电切换系统的工作方法，包括以步骤：1）当需要将负载从市电侧转移至移动箱变/电源车s1时，主控单元mc1通过第二电压传感器pt2和第三电压传感器pt3获取对应的移动箱变/电源车s1的各相电压值和市电各相电压值，判断移动箱变/电源车s1与市电电压值是否在误差范围内、相序是否一致，若满足条件，则进入等待切换阶段；2）此时手动分闸低压配电箱jp1的总开关，当主控单元mc1通过第三电压传感器pt3检测到低压配电箱jp1出线端瞬时电压跌落时，主控单元mc1控制电子固态开关d1导通，负荷通过移动箱变/电源车s1、短时导电支路向负载进行供电，保证负载不间断供电；3）主控单元mc1控制第二断路器q2动作合闸，使主导电支路导通；当主控单元mc1通过第二电流传感器ct2检测到主导电支路具有电流出现后，主控单元mc1通过电子固态开关d1控制短时导电支路断开，此时负荷通过移动箱变/电源车s1、主导电支路向负载进行供电，此时允许市电高压侧进行停电检修作业；4）当市电高压侧进行停电检修作业，市电高压侧处于停电状态下时，允许市电旁路与低压配电箱jp1进线端相连；5）待高压侧检修完毕后，主控单元mc1通过第一电压传感器pt1和第三电压传感器pt3对应监测低压配电箱jp1进线端电压和低压配电箱jp1出线端电压,判断低压配电箱jp1
进线端与出线端电压值是否在误差范围内、相序是否一致，若满足条件，主控单元mc1驱动电子固态开关d1导通，使短时导电支路导通，同时驱动第二断路器q2分闸，使主导电支路断开；此时负荷通过移动箱变/电源车s1、短时导电支路短时供电；6）主控单元mc1控制第一断路器q1合闸使市电旁路导通，当主控单元mc1通过第一电流传感器ct1检测到市电旁路上有电流出现时，主控单元mc1通过电子固态开关d1断开短时导电支路，此时市电通过市电旁路向负载供电；7）在手动合闸低压配电箱jp1总进线开关后，主控单元mc1控制第一断路器q1分闸，使市电旁路断开，完成负荷以不停电的方式从移动箱变/电源车s1到市电返回作业。
17.作为优选技术手段：短时导电支路设有第三断路器q3，所述的第三断路器q3与电子固态开关d1串联，当短时导电支路导通时，负荷通过移动箱变/电源车s1、第三断路器q3、电子固态开关d1向负载进行供电。
18.有益效果：本技术方案解决现有准同期并网中存在安全桎梏，进一步简化带电作业步骤、增加不停电作业的应用场景、提升不停电切换可靠性和安全性。
19.在切换过程中由固态电子固态开关d1承担暂态过程，解决机械触头分断引起的短时停电现象，从而实现负载在电网与备用电源之间的不停电切换，使其具有网侧带电接入简单、转换速度快、同步性能高、静态损耗低、综合性能好等显著优势。
附图说明
20.图1为本低压负荷不停电快速切换系统电气示意图。
21.图2为市电断瞬间电源车s1通过q3、d1旁路短时供电示意图。
22.图3为第二断路器q2合闸后负荷供电回路示意图。
23.图4为市电通过第一断路器q1旁路供电示意图。
具体实施方式
24.以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
25.如图1所示，本发明主要包括主导电支路、短时导电支路、市电旁路、控制电路及电流/电压信号采集模块；其中：主导电支路包括第二断路器q2；第二断路器q2的一端与移动箱变/电源车s1相连；第二断路器q2的另一端与低压配电箱jp1出线端相连；所述的短时导电支路包括电子固态开关d1和第一断路器q1；短时导电支路与第二断路器q2并联；所述的市电旁路包括第一断路器q1；第一断路器q1的一端与低压配电箱jp1出线端相连；第一断路器q1的另一端用于与低压配电箱jp1进线端相连；初始时，第一断路器q1进线端暂时不与外部低压配电箱jp1进线端连接，如图1虚线段表示；控制电路包括主控单元mc1，所述的主控单元mc1与电流/电压信号采集模块相连以获取电压、电流信息；主控单元mc1通过第二断路器q2控制主导电支路的通断；主控单元mc1通过电子固态开关d1控制短时导电支路的通断；主控单元mc1通过第一断路器q1控制主导电支路的通断；
所述的电流/电压信号采集模块包括用于获取市电旁路电流信息的第一电流传感器ct1、用于获取主导电支路电流信息的第二电流传感器ct2、用于获取市电电压信息的第一电压传感器pt1、用于获取移动电源车s1电压信息的第二电压传感器pt2和用于获取出线端电压信息的第三电压传感器pt3；所述的第一电流传感器ct1、第二电流传感器ct2、第一电压传感器pt1、第二电压传感器pt2、第三电压传感器pt3与主控单元mc1相连；所述的第一电流传感器ct1、第二电流传感器ct2、第一电压传感器pt1、第二电压传感器pt2、第三电压传感器pt3均为三个，分别设有对应的a\b\c三相上；所述的第一电流传感器ct1设于市电旁路上，第一电流传感器ct1位于第一断路器q1与压配电箱jp1出线端之间；所述的第二电流传感器ct2设于主导电支路上，第二电流传感器ct2位于第二断路器q2与压配电箱jp1出线端之间；第一电压传感器pt1设于市电旁路上，第一电压传感器pt1位于第一断路器q1与压配电箱jp1进线端之间；第二电压传感器pt2设于主导电支路上，第二电压传感器pt2位于第二断路器q2与移动电源车s1之间；第三电压传感器pt3设于主导电支路或市电旁路上，第三电压传感器pt3位于第二断路器q2与低压配电箱jp1出线端之间，或第三电压传感器pt3位于第一断路器q1与低压配电箱jp1出线端之间如图1所示，主控单元mc1的励磁控制回路1、励磁控制回路2分别第一控制第一断路器q1和第二断路器q2的分合闸线圈coil1、coil2，电子固态开关d1驱动回路用于驱动电子固态开关d1的导通分断；另外主控单元mc1上的第一电压传感器pt1*3、第二电压传感器pt2*3、第三电压传感器pt3*3分别用于测量市电、移动电源车s1和负载端的三相电压、频率和相位；第一电流传感器ct1*3和第二电流传感器ct2*3通过与主控单元mc1的连接测量电源供电电流信号及第一断路器q1和第二断路器q2分合状态。
26.其工作过程为：s1:当需要将负载从市电侧转移至移动箱变/电源车s1时，主控单元mc1首先通过第二电压传感器pt2*3和第三电压传感器pt3*3监测电压信号，判断移动箱变/电源车s1与市电电压值是否在误差范围内、相序是否一致，若满足条件，则进入等待切换阶段。
27.s2:此时手动分闸低压配电箱jp1的总开关，主控单元mc1通过第三电压传感器pt3*3电压采样，瞬时检测到低压配电箱jp1出线端电压跌落，此时通过主控单元mc1的电子固态开关d1驱动回路，驱动电子固态开关d1导通，负荷通过移动箱变/电源车s1、第三断路器q3、电子固态开关d1向负载进行供电，保证负载不间断供电，如图2所示。
28.s3:此时所述主控单元mc1同时通过励磁控制回路2驱动分合闸线圈coil2动作，等待第二断路器q2动作合闸，当主控单元mc1通过电流传感器第二电流传感器ct2*3检测到电流出现时，表示第二断路器q2合闸成功，此时电子固态开关d1允许通过主控单元mc1断开，此时负荷通过移动箱变/电源车s1、第二断路器q2、向负载进行供电,完成负荷从市电到移动箱变/电源车s1的不停电切换，如图3所示，此允许高压侧进行停电检修作业。
29.s4:所述的低压负荷不停电切换系统高压侧停电后，此时允许第一断路器q1进线侧通过电缆，在不带电的情况下与低压配电箱进线端连接。
30.s5:待高压侧检修完毕后，主控单元mc1通过第一电压传感器pt1*3和第三电压传
感器pt3*3监测电压信号,判断低压配电箱jp1进行端与负载端电压值是否在误差范围内、相序是否一致，若满足条件，通过主控单元mc1驱动电子固态开关d1导通，同时驱动分合闸线圈coil2，分闸第二断路器q2，当主控单元mc1通过电流传感器第二电流传感器ct2*3检测到电流为零时，即第二断路器q2分闸成功，此时负荷通过移动箱变/电源车s1、第三断路器q3、电子固态开关d1短时供电，如图2所示。
31.s6:此时允许主控单元mc1通过励磁控制回路1驱动分合闸线圈coil1，等待第一断路器q1动作合闸，当主控单元mc1通过电流传感器第一电流传感器ct1*3检测到电流出现时，表示第一断路器q1合闸成功，此时通过主控单元mc1断开电子固态开关d1，此时市电通过第一断路器q1旁路向负载供电,如图4所示。
32.s7:然后手动合闸低压配电箱jp1总进线开关，最后通过主控单元mc1驱动控制分合线圈coil1，分闸第一断路器q1，完成负荷以不停电的方式从移动箱变/电源车s1到市电返回作业。
33.以上图1
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4所示的一种低压台区负荷不停电切换系统及其工作方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。