一種環網智能控制系統及其控制方法與流程

2024-02-06 02:46:15 1

本發明屬於配電控制技術領域，具體地說，涉及一種環網智能控制系統及其控制方法。

背景技術：

隨著電力智能化數位化時代的到來，傳統的電力供給網絡出現了新的趨勢，尤其是在配網環節，已經從被動響應，發展到通過監測與控制實現電力系統的動態供需平衡。傳統的集中式、單向式電網結構已經無法滿足新型智慧型城市的需求，未來需要一個互聯互動、可感可控、安全可靠的智能配網系統。

配電網絡是電能分配與電力需求反饋的關鍵環節，它覆蓋面廣，場景複雜。目前城市中，城中村片區的低壓配變採用輻射式的接線方式，低壓配網無聯絡線路。迎峰度夏期間，城中村片區存在供電緊張的情況，多臺配變供電的城中村配變負荷分配不均。受負荷發展影響，重載和輕載配變並存。同時，當單臺配變故障時，低壓負荷無法調整至其他配變，供電可靠性較低，在高峰負荷期間，容易因超載或過載，導致變壓器迴路短路，導致燒變壓器，為了避免該情況，正常進行錯峰停電，但由於用電量大，造成需要頻繁停電方能滿足錯峰用電的需求，引起較多客戶的抱怨。

因此，為解決城中村低壓配電網現狀接線存在的配變負荷無法重新分配、供電可靠性低等問題，對現有配電環網進行改造。

技術實現要素：

本發明的所要解決的技術問題在於提供一種可自動進行配變負荷分配，提高供電可靠性的環網智能控制系統及其控制方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案為：

一種環網智能控制系統，包括兩臺以上變壓器，所述變壓器高壓側與高壓線連接，低壓側設置有低壓母線，所述低壓母線連接至少兩路負載迴路，還包括控制櫃，所述控制櫃包括控制中心與聯絡裝置，所述聯絡裝置包括一條聯絡母線與若干聯絡迴路、所述聯絡迴路與所述變壓器相對應設置，所述聯絡迴路一端與所述聯絡母線相連，所述負載迴路包括一路調用迴路，所述聯絡迴路另一端與所述調用迴路相連接，所述聯絡迴路與所述調用迴路均設有開關機構，所述開關機構與所述控制中心相連，所述控制中心控制所述開關機構。

本發明對應採用的另一相對應的技術方案為：

一種應用於環網智能控制系統的環網智能控制方法，包括如下步驟：

s1，數顯表獲取對應調用迴路及其對應的變壓器低壓側的電參數數據發送至控制中心；

s2，控制中心的嵌入式計算機對所有調用迴路與變壓器低壓側的電參數數據進行分析，判斷變壓器各自所處狀態，所述狀態包括失電狀態、過、重載狀態、正常狀態與空閒狀態，在判定某一變壓器處於失電狀態或過、重載狀態，同時存在另一變壓器處於空閒狀態時，開始進行迴路轉供；

s3，嵌入式計算機將處於失電狀態或者過、重載狀態的變壓器對應的調用迴路的開關機構斷開，將與處於失電狀態或過、重載狀態的變壓器對應的調用迴路相連接的聯絡迴路的開關機構閉合，同時將處於空閒狀態的變壓器對應的調用迴路與聯絡迴路上的開關機構均閉合，實現迴路轉供。

本發明的具有以下有益效果：本發明通過將變壓器中的一路負載迴路進行改造，形成調用迴路，使多個變壓器中相對應的調用迴路經由聯絡迴路形成相互備用的狀態，在某一變壓器可能過、重載時將該變壓器的調用迴路調用到空載狀態的變壓器進行供電，降低變壓器的過載可能性，該方案解決了變壓器因過載導致燒變壓器的情況，同時可以避免使用錯峰停電的方式，進而解決頻繁停電的難題；另外，本發明的技術方案依靠嵌入式計算機進行判定，可無需人工幹預即可實現，減少人工的投入，此外也減少人為的對線路的操作，減少工作人員所可能遇到的工作風險。

附圖說明

圖1為本發明的實施例的結構示意圖；

圖2為本發明的系統框架示意圖；

圖3為本發明的控制櫃框架示意圖；

圖4為本發明的實施操作圖；

圖5為本發明步驟s2的具體操作圖；

附圖中各序號表示的意義如下：

1變壓器，2低壓母線，3負載迴路，31調用迴路，4控制櫃，5控制中心，51，嵌入式計算機，52觸控螢幕，53報警模塊，6聯絡裝置，61聯絡母線，62聯絡迴路，7開關機構，71互感器，72電操斷路器，73數顯表。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做詳細說明。

本發明實施例的一種環網智能控制系統如圖1-3所示，包括兩臺以上變壓器1，所述變壓器1高壓側與高壓線連接，低壓側設置有低壓母線2，所述低壓母線2連接至少兩路負載迴路3，還包括控制櫃4，所述控制櫃4包括控制中心5與聯絡裝置6，所述聯絡裝置6包括一條聯絡母線61與若干聯絡迴路62、所述聯絡迴路62與所述變壓器1相對應設置，所述聯絡迴路62一端與所述聯絡母線61相連，所述負載迴路3包括一路調用迴路31，所述聯絡迴路62另一端與所述調用迴路31相連接，所述聯絡迴路62與所述調用迴路31均設有開關機構7，所述開關機構7與所述控制中心5相連，所述控制中心5控制所述開關機構7。所述負載迴路3最低為兩路，最多在不超過變壓器1負載的前提下，可以無限制增加，在環網智能控制系統中，設置有兩臺以上變壓器1，這兩臺以上變壓器1互為備用，即變壓器1中的調用迴路31既可以作為調出的負載迴路3，也可以通過聯絡裝置6引入另一臺變壓器1的調用迴路31，為其供電，具體為調用或者引出有控制中心5進行判斷，主要取決於變壓器1迴路所處的狀態，若處於失電狀態或過、重載狀態則為調出，進行迴路轉供，若為正常狀態則不進行操作，若為空閒狀態，則可能被提供為迴路轉供。本文中所有的連接均為電性連接。

聯絡裝置6主要用於將多個變壓器1聯繫起來，聯絡裝置6中的聯絡迴路62數量與其聯絡的變壓器1相同或略多，保證每一臺變壓器1的調用迴路31均可以對應連接到聯絡裝置6中的一路聯絡迴路62，所有聯絡迴路62通過聯絡母線61相連，並互通，在系統工作時只需通過對對應迴路的開關機構7進行閉合或斷開操作，即可將某一變壓器1中的調用迴路31轉供到另一臺變壓器1的調用迴路31中，由該變壓器1進行供電，在此聯絡裝置6的作用下，只要接入到聯絡裝置6的調用迴路31，均是互為備用的狀態，即所有接入控制櫃4的變壓器1均是聯絡網內其他變壓器的備用變壓器。

具體的，所述開關機構7包括數顯表73、互感器71與電操斷路器72，所述數顯表73與所述控制中心5相連，所述數顯表73內置有降壓電阻，可識別變壓器1低壓側的低壓母線電壓數據與對應迴路的負載電壓數據，所述互感器71與所述數顯表73相連，所述互感器71為電流互感器，用於獲取變壓器1低壓側的低壓母線電流數據與對應迴路的負載電流數據，所述互感器71將獲取的電參數數據傳輸至所述數顯表73，數顯表73將本身獲取的電參數數據與互感器71傳輸過來的電參數數據進行顯示外，還同時將所有電參數數據傳輸至控制中心5，供控制中心5進行分析，從而可以在迴路端部得知迴路所處狀態，而非必須前往控制櫃4方能獲取相關信息。所述控制中心5控制所述電操斷路器72。所述調用迴路31上的所述開關機構7設置在所述調用迴路31的首端或末端，所述聯絡迴路62上的開關機構7設置在調用迴路31與聯絡母線之間的線路上。電操斷路器72可以通過接受信號自動實現斷路器的斷開與閉合，因而可以由控制中心5直接操作，減少人為的幹涉，避免發生事故，優選的，所述電操斷路器72為hnh800n系列塑殼斷路器，所述數顯表73與所述互感器72為一體結構，優選選用stm-630a型號的智能電力儀表。

所述控制中心5包括嵌入式計算機51、觸控螢幕52與報警模塊（53），所述嵌入式計算機51為所述控制中心5的主體，所述觸控螢幕52與所述嵌入式計算機51相連。觸控螢幕52主要用於顯示嵌入式計算機51的運算及操作情況，同時也是作為對嵌入式計算機51輸入指令的媒介，報警模塊（53）受嵌入式計算機（51）控制，嵌入式計算機51通過對互感器71傳輸來的數據進行分析判斷後，確定是否實施轉供工作，正常的設置是由嵌入式計算機51進行判斷，可行即進行迴路轉供，不可行則停止操作並通過報警模塊53進行報警，同時還設置了手動操作，可在嵌入式計算機51未實施操作的時候，通過手動操作實現迴路轉供。

本發明應用於一種環網智能控制系統的一種環網智能控制方法如圖4-5所示，包括如下步驟：

s1，數顯表73獲取對應調用迴路31及其對應的變壓器1低壓側的電參數數據發送至控制中心5；

s2，控制中心5的嵌入式計算機51對所有調用迴路31與變壓器1低壓側的電參數數據進行分析，判斷變壓器1各自所處狀態，所述狀態包括失電狀態、過、重載狀態、正常狀態與空閒狀態，在判定某一變壓器1處於失電狀態或過、重載狀態，同時存在另一變壓器1處於空閒狀態時，開始進行迴路轉供；

s21，嵌入式計算機對所有低壓母線電壓數據進行監控，若發現某一低壓母線電壓數據低於失電設定值時，則判定對應變壓器1處於失電狀態，停止對過、重載狀態的判斷，執行步驟s24，反之，執行步驟s22；

s22，嵌入式計算機51對低壓母線電流數據按高到底進行排序；

s23，對最高的低壓母線電流數據進行比對，判斷對應變壓器1是否超過過、重載設定值，若超過過、重載設定值則判定對應變壓器1處於過、重載狀態，反之則判定迴路處於正常狀態，結束操作；

s24，在判定變壓器1處於失電狀態或過、重載狀態時，嵌入式計算機51對負載電流數據按低到高進行排序；

s25，對最低的負載電流數據進行比對，判斷對應變壓器1是否低於空閒設定值，若低於空閒設定值，則判定對應變壓器1處於空閒狀態，執行步驟s3，反之，則判定對應變壓器1無法滿足迴路轉供的要求，停止操作啟動報警模塊53進行報警。

s3，嵌入式計算機51將處於失電狀態或者過、重載狀態的變壓器1對應的調用迴路31的開關機構7斷開，將與處於失電狀態或過、重載狀態的變壓器1對應的調用迴路31相連接的聯絡迴路62的開關機構7閉合，同時將處於空閒狀態的變壓器1對應的調用迴路31與聯絡迴路62上的開關機構7均閉合，實現迴路轉供；

s4，嵌入式計算機51對變壓器1的電參數數據進行監控，當處於迴路轉供的變壓器1的電參數數據低於空閒設定值時，將對應開關機構7重置，解除迴路轉供。

上述方法步驟整體實現了一種環網智能控制系統的整體運作，在判斷是否需要轉供的過程中，需要提前設定失電設定值，過、重載設定值與空閒設定值，,過、重載設定值包括過載設定值和重載設定值，重載設定值不超過變壓器1的額定電流值，一般均將重載設定值設定在變壓器1的指定電流值之下，按0.7-0.9倍指定電流值的數據設定，過載設定值為變壓器1的指定電流，一般判定時，主要採用重載設定值，一般重載持續時間過長則直接進行迴路轉供，若數據超過過載設定值，則快速進行迴路轉供，空閒設定值的最好狀態是為0，即該迴路中處於空載，但實際情況下，該情況不可能存在，因此，空閒設定值一般按照變壓器1的指定電流值的0.05-0.15倍進行設定，保證在將重載的變壓器1中的調用迴路31通過聯絡迴路62接入到空閒的變壓器1時，對空閒的變壓器1不會造成負擔，失電設定值為0，一般失電情況發生的話，即變壓器1為損壞狀態，低壓側電壓應為0。聯絡迴路62中的設置的開關機構7對該聯絡迴路62與變壓器1低壓側中的電壓與電流進行採集，將電參數數據也發送至控制中心5，嵌入式計算機51在發現聯絡迴路62與變壓器1低壓側的電參數數據低於空閒設定值的時候，一般認為其對應的變壓器1將不存在過、重載狀態，因此取消迴路的專供，即將對應開關重置，將原被調用的調用迴路31轉回原來的迴路，有原本變壓器1進行供電，優選的，所述變壓器1為630kav變壓器，其額定電流值in=909a，制定電流值ir=727a。

在上述內容中，判斷失電、過載、重載狀態時，還設定有失電延時t1、過載延時t2、重載延時t3，在判定迴路處於非正常狀態時，會經過一定時間的延時再次判定，確保失電、過載、重載狀態有效，所述失電延時為0~10秒，過載延時為0~10秒，重載延時為1200~3600秒。

本發明的一種環網智能控制系統及其控制方法實現了對配電網的改造，降低變壓器1的過載可能性，同時也提供了失電時對迴路轉供的臨時解決方案，該方案解決了變壓器1因過載導致燒變壓器1的情況，同時可以避免使用錯峰停電的方式，進而解決頻繁停電的難題。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所做的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。