[發明專利]一種變電站10kV母線旁路轉供帶電作業分析與仿真方法

在審

• 申請號: 202011036383.X
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112290537A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉培賢;楊洋;龍凱;黨軍朋;王建華;鄭博文;丁超;龔楷;李波;旃新翔
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司玉溪供電局
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生

本發明涉及一種變電站10kV母線旁路轉供帶電作業分析與仿真方法。本發明首先利用基于疊加原理的單位電流法用以實時計算合環操作過程中的循環電流；接著提出提高合環開關兩側母線負荷對稱度以及減小合環開關兩側母線電壓相量差的方法來提高母線合環轉供的成功率；運用MATLAB/Simulink仿真軟件進行驗證；最后采用電弧黑盒模型模擬電弧的暫態特性，并分別從分閘角、電纜導體截面積、電纜長度、合環開關兩側母線負荷對稱度以及合環開關兩側母線電壓相量差五個角度，研究合環開關解環過程對電弧電流的影響因素，并運用ATP?EMTP仿真軟件進行分析研究，能夠為變電站10kV母線旁路轉供帶電作業提供專業技術理論指導。

技術領域

本發明涉及一種變電站10kV母線旁路轉供帶電作業分析與仿真方法，屬于電力技術領域。

背景技術

隨著社會各領域用電需求的提高，負荷種類日益增多，配電網系統的運行方式需頻繁調整以滿足負載要求，保證變電站的負載均衡。當主變出現故障或者過載問題時，需要考慮進行負荷轉供。此外，由于變電站內設備如斷路器等需要定期進行檢修維護，為了保證用戶的供電可靠性也常常需要進行母線負荷轉供的帶電作業。

110kV及以下配電網主要通過合環方式來實現不停電轉供，以減少停電時間，提高供電可靠性。母線負荷轉供帶電作業過程中，由于進行合環操作，常常會引起線路電流變化，可能會導致超出設備容量限額影響系統的正常運行。合環轉供工作結束時，需要對合環開關進行解環操作，而帶電斷接電纜極易產生電弧，嚴重危害操作人員的安全。因此，為了降低帶電作業過程的風險，有必要對變電站母線旁路轉供的帶電作業過程進行研究。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：本發明提供一種變電站10kV母線旁路轉供帶電作業分析與仿真方法，本發明同時考慮了10kV母線旁路轉供帶電作業合環、解環操作前后時刻的暫穩態過程，深入研究在進行變電站10kV母線旁路轉供過程中的影響因素，并研究有利于母線旁路轉供合環、解環操作的措施，為變電站 10kV母線旁路轉供帶電作業提供專業技術理論指導。

本發明技術方案是：一種變電站10kV母線旁路轉供帶電作業分析與仿真方法，包括如下步驟：

步驟S1：將疊加原理的思想應用到單位電流法中，實現實時計算合環操作過程中的循環電流；

步驟S2：采用提高合環開關兩側母線負荷對稱度以及減小合環開關兩側母線電壓相量差的方法來提高母線合環轉供的成功率，并運用MATLAB/Simulink 仿真軟件進行驗證；

步驟S3：采用電弧黑盒模型模擬電弧的暫態特性，并分別從多種角度，研究合環開關解環過程對電弧電流的影響因素，并運用ATP-EMTP仿真軟件進行分析研究。

作為本發明的進一步方案，所述步驟S1的具體實現如下：

基于疊加原理思想的單位電流法，能夠在母線負荷轉供的過程中，實時計算轉供線路的循環電流，用于避免計算復雜的節點阻抗矩陣，基于疊加原理思想的單位電流法的基本步驟如下：

(1)在合環開關合環之前，首先測量保留網絡原有電源和負荷的情況下合環開關兩側兩條母線的電壓相量值和

(2)保證其他節點均無電流注入的情況下在合環開關兩側兩條母線分別注入大小相等方向相反的單位電流，并再次測量兩條母線的電壓相量值和

(3)根據疊加原理的思想，通過前兩次的測量值相減得到將系統中負荷和上級網絡電源全部置0時的無源網絡中注入單位電流的測量情況，進而求解得到等值阻抗與循環電流，計算表達式如下：