台变群自动控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种台变群自动控制系统及控制方法，属于10KV/0.4KV低压配网自动控制系统领域，包括供电母线和N段供电线路，供电母线与相邻两段供电线路之间通过联络开关相连接，相邻两段供电线路之间通过联络开关相连接；所述的供电母线上设置台区主变压器，台区主变压器侧连接台区群主控制器，供电线路上分别设置台区变压器，台区变压器侧均连接有台变控制器，台变控制器和联络开关通过无线通信单元连接台区群主控制器。本发明专利技术结构设计合理，能够实时调控台变运行台数，对台区变压器群组成的配网进行自动网络重组，优化配网结构，提高运行效率，减少轻载损耗，提高配网安全运行能力。

【技术实现步骤摘要】
台变群自动控制系统及控制方法
本专利技术涉及一种台变群自动控制系统及控制方法，属于10KV/0.4KV低压配网自动控制系统领域。
技术介绍
国家电网为配合国家改善环境和降低雾霾的指示，提出了在农网中煤改电的规划，使农网中的居民由原烧煤取暖改为用电取暖。但是该煤改电规划导致了每户供电在原供电能力的基础上增加了6.9KW，进而导致了原配电台区变压器的供电能力不足，为了克服上述问题，需要大量增加供电台区变压器，导致了供电台区变压器的数量由此增加数倍，如图8所示。但是这类新增负荷属于季节性负荷，在春夏秋三个季节，负荷会恢复到原有负荷量级，因此使得台区变压器在不同时期的负载率变化非常大，台区变压器在一年内大多数时间均是轻载运行，台区变压器的损耗非常大。
技术实现思路
根据以上现有技术中的不足，本专利技术要解决的问题是：提供一种结构设计合理，能够实时调控台变运行台数，对台区变压器群组成的配网进行自动网络重组，优化配网结构，提高运行效率，减少轻载损耗，提高配网安全运行能力的台变群自动控制系统及控制方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的台变群自动控制系统，包括供电母线和N段供电线路，供电母线与相邻两段供电线路之间通过联络开关相连接，相邻两段供电线路之间通过联络开关相连接；所述的供电母线上设置台区主变压器，台区主变压器侧连接台区群主控制器，供电线路上分别设置台区变压器，台区变压器侧均连接有台变控制器，台变控制器和联络开关通过无线通信单元连接台区群主控制器。台变群自动控制系统可以实时采集群内负荷大小，通过远程通信手段，实时调控台变的运行台数，以适配负荷所需的台变数量运行，对台区变压器群组成的配网进行自动网络重组，优化配网结构，提高运行效率，减少轻载损耗，提高配网安全运行能力，具有较强的实用性。进一步的优选，台区群主控制器包括连接供电母线的电压互感器和电流互感器，电压互感器和电流互感器连接微处理器的信号输入端，微处理器的通信端口连接显示屏、按键组成的人机交互单元和无线通信单元，微处理器的控制输出端连接高压断路器和低压交流接触器，高压断路器用于控制变压器高压输入端的接入，低压交流接触器用于控制变压器的低压输出端，实现负荷的接入。台变群控制器台区群主控制器安装于台区主变压器处，通过无线通信单元可实现接收台变控制器及联络开关采集的各相电压、电流、功率等数据，完成数据综合及智能分析判断，通过无线通信单元控制台区变压器的投运或退出操作，该操作由供电线路中安装的联络开关实现供电线路的联络。进一步的优选，台变控制器包括连接供电线路的电压互感器和电流互感器，电压互感器和电流互感器连接微处理器的信号输入端，微处理器的通信端口连接显示屏、按键组成的人机交互单元和无线通信单元，微处理器的控制输出端连接高压断路器和低压交流接触器，高压断路器用于控制变压器高压输入端的接入，低压交流接触器用于控制变压器的低压输出端，实现负荷的接入。实现采集该台区变压器各相所带负荷数据，并传输至台区群主控制器；接收台区群主控制器的指令，执行对应台区变压器投运或退出动作。进一步的优选，联络开关包括微处理器，微处理器的通信端口连接无线通信单元，微处理器的控制输出端连接低压交流接触器，低压交流接触器用于控制供电线路负荷的接入，低压交流接触器两侧分别设置电压互感器Ⅰ和电压互感器Ⅱ、电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ，电压互感器Ⅰ、电压互感器Ⅱ、电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ均连接微处理器。实现接收台区群主控制器指令，完成两段三相四线供电线路的分列或并列操作。进一步的优选，微处理器的型号均为STM32F103。所述的台变群自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：1)通过台区变压器侧的台变控制器的电压互感器和电流互感器实时采集供电线路各相的电压和电流，并计算出各相负荷的大小，并将计算结果通过无线通信单元发送至台区群主控制器；2)通过联络开关的电压互感器Ⅰ和电压互感器Ⅱ、电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ分别采集供电线路联络开关的低压交流接触器两侧的各相电压及电流，并将所采集的结果通过无线通信单元发送至台区群主控制器；3)台区群主控制器根据所接收到的台变控制器所发送的各相负荷和联络开关所发送的电流、电压信号进行判断，并根据判断结果形成控制指令，控制指令通过无线通信单元发送至台变控制器或联络开关，通过台变控制器或联络开关控制台区变压器的投运或退出。所述的台区变压器投运的步骤为：1)1)台区群主控制器根据所接收到的台变控制器所发送的各相负荷进行判断，若不超负荷工作，则正常运行，若出现超负荷工作则进入步骤2；2)台区变压器出现超负荷工作时，其一侧的台变控制器向台区群主控制器发出负荷达临界值信息，请求解列；3)台区群主控制器向与其相邻的台变控制器发送投运指令；4)其相邻的台变控制器接收到指令后，其高压断路器和低压交流接触器闭合，相邻的台区变压器投运，完成后将执行结果上报台区群主控制器；5)台区群主控制器向该段的联络开关发出解列指令，联络开关的低压交流接触器断开，完成解列后将结果上报台区群主控制器，台区群主控制器将解列完成信息发送至台变控制器，完成台区变压器的投运。所述的台区变压器退出的步骤为：1)台变控制器通过电压互感器和电流互感器实时采集供电线路各相的电压和电流，并计算出各相负荷的大小；2)若所获得的负荷连续3天处于低负荷工作，台变控制器则通过无线通信单元将所获得的负荷信息发送至台区群主控制器，同时向台区群主控制器发出退出请求；3)台区群主控制器根据所接收的负荷状况进行判断，若判断可以退出，则执行步骤4)；4)通过该段联络开关的电压互感器Ⅰ和电压互感器Ⅱ对低压交流接触器两侧的电压进行采样，获取两端母线间的三相电压压差并实时判断该压差是否超过给定限值，同时通过电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ采集低压交流接触器两侧的电流信号，判断两端的母线相序是否一致，若两端压差不超过给定限值且两端母线相序一致，则台区群主控制器通过联络开关的低压交流接触器闭合进行母联；若检测到两端供电线路中一段失电时，直接通过联络开关的低压交流接触器闭合进行母联，实现供电线路的并列；5)供电线路并列完成后，通过台区群主控制器向台变控制器发出退出命令，台变控制器控制高压断路器和低压交流接触器断开，完成台区变压器的退出。所述的台区主变压器或台区变压器的当前负荷超过其额定容量的80％，则需要进行台区变压器的投运。所述的投入供电线路的台区变压器连续3天低于其供电线路段台区变压器额定功率的50％，则需要进行台区变压器的退出。本专利技术所具有的有益效果是：1、本专利技术所述的台变群自动控制系统及控制方法能够进行分布式数据采集，通过变压器控制器、联络开关分布于整个台区变压器集群内，数据采集可以到每一台变压器及联络开关，使得台变群主控器的数据非常完备，可形成最优的控制指令。2、本专利技术所述的台变群自动控制系统及控制方法可提高供电网络的健壮性，某一变压器出现故障时，可将其自动隔离出配电网络，使其他变压器为负载供电，减少了设备故障所导致的供电中断，提高供电安全性。3、本专利技术所述的台变群自动控制系统及控制方法节能降耗显著，在负荷较低时投运较少的变压器，负荷较重时投运较多的变压器，使变压器运行在负载率为70％的经济运行状态，大大减少配电网络的变损。4、本专利技术所述的台变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种台变群自动控制系统，其特征在于：包括供电母线(1)和N段供电线路(2)，供电母线(1)与相邻两段供电线路(2)之间通过联络开关(5)相连接，相邻两段供电线路(2)之间通过联络开关(5)相连接；所述的供电母线(1)上设置台区主变压器(7)，台区主变压器(7)侧连接台区群主控制器(6)，供电线路(1)上分别设置台区变压器(4)，台区变压器(4)侧均连接有台变控制器(3)，台变控制器(3)和联络开关(5)通过无线通信单元连接台区群主控制器(6)。

【技术特征摘要】
1.一种台变群自动控制系统，其特征在于：包括供电母线(1)和N段供电线路(2)，供电母线(1)与相邻两段供电线路(2)之间通过联络开关(5)相连接，相邻两段供电线路(2)之间通过联络开关(5)相连接；所述的供电母线(1)上设置台区主变压器(7)，台区主变压器(7)侧连接台区群主控制器(6)，供电线路(1)上分别设置台区变压器(4)，台区变压器(4)侧均连接有台变控制器(3)，台变控制器(3)和联络开关(5)通过无线通信单元连接台区群主控制器(6)。2.根据权利要求1所述的台变群自动控制系统，其特征在于：所述的台区群主控制器(6)包括连接供电母线(1)的电压互感器和电流互感器，电压互感器和电流互感器连接微处理器的信号输入端，微处理器的通信端口连接显示屏、按键组成的人机交互单元和无线通信单元，微处理器的控制输出端连接高压断路器和低压交流接触器，高压断路器用于控制变压器高压输入端的接入，低压交流接触器用于控制变压器的低压输出端，实现负荷的接入。3.根据权利要求1所述的台变群自动控制系统，其特征在于：所述的台变控制器(3)包括连接供电线路(2)的电压互感器和电流互感器，电压互感器和电流互感器连接微处理器的信号输入端，微处理器的通信端口连接显示屏、按键组成的人机交互单元和无线通信单元，微处理器的控制输出端连接高压断路器和低压交流接触器，高压断路器用于控制变压器高压输入端的接入，低压交流接触器用于控制变压器的低压输出端，实现负荷的接入。4.根据权利要求1所述的台变群自动控制系统，其特征在于：所述的联络开关(5)包括微处理器，微处理器的通信端口连接无线通信单元，微处理器的控制输出端连接低压交流接触器，低压交流接触器用于控制供电线路负荷的接入，低压交流接触器两侧分别设置电压互感器Ⅰ和电压互感器Ⅱ、电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ，电压互感器Ⅰ、电压互感器Ⅱ、电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ均连接微处理器。5.根据权利要求2、3或4所述的台变群自动控制系统，其特征在于：所述的微处理器的型号均为STM32F103。6.根据权利要求1所述的台变群自动控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1)通过台区变压器(4)侧的台变控制器(3)的电压互感器和电流互感器实时采集供电线路各相的电压和电流，并计算出各相负荷的大小，并将计算结果通过无线通信单元发送至台区群主控制器(6)；2)通过联络开关(5)的电压互感器Ⅰ和电压互感器Ⅱ、电流互感器Ⅰ和电流互感器Ⅱ分别采集供电线路联络开关(5)的低压交流接触器两侧的各相电压及电流，并将所采集的结果通过无线通信单元发送至台区群主控制器(6)；3)台区群主控制器(6)根据所接收到的台变控制器(3)所发送的各相负荷和联络开关(5)所发送的电流、电压信号进行判断，并根据判断结果形成控制指令，控制指令通过无线通信单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：王韶晖，
申请(专利权)人：王韶晖，
类型：发明
国别省市：山东,37