变电站一体化电源的应用

发表时间:2020/9/2   来源:《当代电力文化》2020年3月第9期   作者:郭玮
[导读] 电力是人们生活工作中非常重要的能源,在变电站中,一体化电源的应用是很重要的发展趋势。通过变电站一体化电源的建设
        摘要:电力是人们生活工作中非常重要的能源,在变电站中,一体化电源的应用是很重要的发展趋势。通过变电站一体化电源的建设,能够解决很多零散问题,大大地提升变电站的运行效率和电力管理水平。所以,为了实现这样的目标,本文通过对变电站一体化电源的应用内容进行了分析与论述,从而为有关单位及工作人员在具体的工作中提供一定的帮助作用。
    关键词:变电站;一体化电源;应用
1 引言
        变电站交直流电源系统是变电站安全、稳定、可靠运行的基础。目前,35kV及以下变电站交直流电源系统普遍采用一体化电源系统。变电站一体化电源系统是将站用交流电源、直流电源、电力用交流不间断电源(UPS)和电力用逆变电源(INV)、通信用直流变换电源(DC/DC)等装置进行组合,共用蓄电池组,并统一监控的成套设备。该设备通过监控装置管理变电站交流系统、直流系统、不间断电源、通信电源、逆变电源等站内电源系统,同时与计算机监控系统实现通信,并将实时数据上传至调度端,实现变电站交直流电源系统的“三遥”功能。
2 一体化电源的优点
        2.1统一、集中监管
        对各个子系统设备通过通信网络进行一体化监控。监控系统中心单元和各部分监控单元通过一体化监控的监控器接入调度系统和自动化系统来进行监管。监管人员可以及时通过一个管理系统查看各子系统的各种信息,包括参数、事件信息、开关状态等,也可以以此实现对各种信息的修改和管理,实现站用电源的一键式遥控功能。专家可以整合整个电源信息,再进行专业智能系统统一的处理管理。
        2.2提高土地使用率和系统安全性
        一体化电源可以以组屏形式统一安放在变电站的智能化机房,不用分开安置而占用变电站很大的空间,提高了系统的安全性。此外,解决了许多传统通信系统电源的缺点,如漏液、起火、爆炸和漏电等。
        2.3可靠的通信设备供电能力
        站用直流系统和通信电源系统的整合,很好地解决了系统单独停电的情况,提高了社会生产生活的用电质量。统一的变电站直流系统,方便专业的维护团队建立,提高了通信设备的供电可靠性。
3 变电站一体化电源的应用
        3.1接地隔离问题
        在变电站运行过程中,如果出现DC/DC模块被击穿,直流操作电源接地会出现一些状况。变电站中,运行电流较小,且变电站本身的设施建设标准不高,容易出现故障,导致电力系统受损。发生故障时,需要进行故障隔离,确保发生故障的不同元件间不会再有各种工作相关联。变电站各变压器运作中,一旦DC/DC模块发生故障,就需采用反向变压器方式,利用各自的接地系统降低相互间的联系,防止故障的负面效应扩大。接地隔离问题是交直流一体化电源在变电站应用中普遍出现的问题。解决这一问题的方法比较简单,只要及时发现故障并及时隔离故障,就能在很大程度上降低随之而来的经济损失。在变电站中应用一体化电源系统,应针对接地方面的故障整理出具有理论体系的应对措施,有效降低这一故障带来的不利影响,保障一体化电源系统有效提升运作的安全性和稳定性。
        3.2蓄电池容量选择问题
        选择合适的蓄电池容量,是保障整体电力系统正常运行的关键。蓄电池容量的选择要遵循交直流一体化电源系统2小时事故放电时间原则,这在国家电网有关文件中被明确提出。

在《国家电网公司2011年新建变电站设计补充规定》当,针对一体化电源系统中的蓄电池容量进行了明确规定,目的是将变电站运行成本和安全性控制在合理范围内。在部分较偏远地区,变电站的蓄电池容量需要按照4小时事故放电时间进行计算。不同变电站中,站用直流电源和通信电源在后备运行上存在一定区别,一定程度上导致成本的浪费。因此,针对这一缺点将电源系统变电站中二者的放电时间统一规定为2小时。这在一定程度上缓解了通信电源后备时间对直流蓄电池容量造成的影响。蓄电池容量的选择要满足国家规定,并结合实际交直流一体化电源系统需求,对变电站蓄电池容量做出最合理的选择,从而在控制成本的前提下保障变电站的稳定和安全运行。
        3.3变电站一体化电源系统的管理
        3.3.1日常巡视检查管理
        (1)正常运行时,交流电源相间电压值应不超过420V,不低于380V,三相不平衡值应小于10V。三相负载应均衡分配,各段母线电压正常。(2)检查蓄电池壳体无裂纹、渗漏、变形鼓肚,连接条无腐蚀、呼吸器无堵塞、密封良好。(3)各断路器及熔断器位置指示与监控机显示一致。(4)所有电源指示灯、仪表显示正常,无异常声响。(5)每月至少测量1次单体蓄电池电压,每年至少测试1次蓄电池内阻。(6)定期开展电缆沟道、动力电缆测温工作。
        3.3.2新投及改造验收管理
        (1)站用交直流电源柜内各级开关动热稳定、开断容量和级差配合应配置合理。(2)装设低压脱扣装置时,应将低压脱扣装置更换为具备延时整定和面板显示功能的低压脱扣装置。(3)重点信息应上传至调度端,包括交直流母线电压(并设限值)、蓄电池组总出口熔断告警、小室电源消失告警、直流系统异常总信号、交流输入异常、直流接地信号、不间断电源告警信号,蓄电池与母线间开断设备信号等。(4)直流回路中严禁使用交流空气断路器。
4 一体化电源未来发展趋势
    一体化电源将来不仅会在变电站电力系统、电网、发电领域得到运用,而且将会在家用、商用等领域得到普遍运用,并朝着多元化系统方向发展。当前的一体化电源系统主要包含监控单元、直流配电和整流模块等,电源系统的输入一般是交流输入和直流输出。其中,交流配电的主要作用是交流电的输入,提供防雷保护,将接口信号提供给监控单元;直流配电的主要作用是提供直流电的输出,为电源提供持续电能和保护作用,将接口信号提供给监控单元。整个一体化电源的管理核心是监控单元。它根据不同的系统或者不同的控制方式(集中控制和全分散控制方式),监控联系整个电源,且最大限度地协调着一体化电源管理系统。这种模块的主要功能是把交流输入转变为直流输出。随着社会对用电需求量的不断增加,再加上一体化电源要求的配电相对简单,占用空间面积较小,所以一体化电源的应用前景广阔。6 结束语
        智能变电站一体化电源系统,是针对智能变电站的特点而开发设计的一体化电源产品解决方案。它的诞生不仅是交流和直流电源在传统网站的整合,更是每一个电源子系统在统一平台的智能管理。其中,综合监控平台的作用尤为重要,它不仅是独立的个体、报警装置和简单的显示操作数据,还能实时监测和智能分析各子系统,从而实现更加智能化的管理。从目前的情况看,变电站交直流一体化电源,其技术先进,维护方便,运行安全可靠,具有良好的经济效益和社会效益。无论是现在还是将来,都会得到广泛的推广和应用,具有良好的发展前景。
参考文献
        [1]梁国坚,李福鹏,朱玲芬,等.浅析智能变电站电源系统的设计及应用[J].电源技术,2017,41,(9):1371-1373.
        [2]盛丹红.电力通信设备采用交直流一体化电源系统供电的可靠性[J].电子技术与软件工程,2017,(22):43-44.
    [3]李文彭.基于IEC61850的智能变电站一体化电源系统的通信接口的设计[D].华侨大学,2013.
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