合达 杨敬花 侯瑞雯 李海涛 解天柱
昆明供电局 云南 昆明 650000
摘要：变电站系统中实现线路互供，即不同的线路从不同的变电站出来以后互相拉手，正常情况下联络断开，各自运行，但一旦某个变电站停电，就可以把停电的变电站线路断开，让联络合上，让另一个变电站带两段的负载，这样既保证了供电的可靠性，也保证了电网的稳定运行。备用电源自动投入装置是当工作电源因故障断开以后，能自动而迅速地将备用电源投入到工作或将用户切换到备用电源上去，从而使用户不至于被停电的一种自动装置，简称备自投装置。备自投自动投入条件：首先应有备用电源或备用设备。其次当工作母线电压下降时，由备自投跳开工作电源的断路器后才能投入备用电源或设备。另一种情况是工作电源部分系统故障，保护动作跳开工作电源的断路器后才投入备用电源或设备。
关键词：变电站；直流系统；智能化
中图分类号：TM762
文献标识码：A
引言
随着变电站建设规模加大，智能技术也逐步被引入变电站中。基于此，针对变电站使用的直流智能系统展开探讨，阐述直流系统与智能化的基本概念，对其在项目中的具体应用进行分析，最后总结其应用优势，以期为相关工程提供参考。
1变电站直流系统智能操作系统的应用优势
（1）精确性高。先进的光电变压器被广泛应用于智能变电站中，运行稳定性有所提升，敏感性更高，在各类高性能电子元器件的共同作用下，可提供保护与监测功能，准确捕捉变电站运行信息。
（2）自动化水平高。智能的突出特点在于自动化，省去了人工看护的繁琐环节，系统以电网运行状况为准做出灵活的调整。从自动化系统的运行模式来看，采取的是与检测系统协同工作的方式，通过监测装置的作用可获得实际运行数据，随即传导至终端设备，根据实际数据分析电网运行状况，生成结果后给出调节指令，电网系统获得指令后，将进入自定调节阶段，以确保系统运行稳定性。自数据采集开始直至最终的调节工作，整个环节都无需人员的参与。
（3）电网稳定性好。在社会不断发展的背景下，对电能的需求量逐步提升，为给用户提供高品质的电力服务，扩容成为主要途径。此时，由于电网运行规模的扩大，对电能传输稳定性提出更高要求，增设的大量电力元件在工作中会发出谐波，在其作用下电能传输稳定性有所下降。而通过智能系统的运用，则有效消除了谐波的影响，电能传输品质得到保障。
（4）通信质量提升。通过智能系统的调节，信息流通效率提高，解决了传统方式下信息传输滞后的问题。智能系统能够对电力传输状况做出准确的判断，根据分析结果选择通信通道，各模块的交流水平得到提升，可更为准确地传输信息，外界电磁波干扰得到有效控制。
（5）实时监控。智能变电站具备强大的监控功能，可实时获取主电网运行数据并及时传输至终端，若存在异常之处，则会给出调节指令，促使电网做出自动化调节行为，而检修信息也将被完整记录。
（6）兼容性好。现阶段，如太阳能发电等领域技术不断成熟，分布式能源不断被接入大电网中，各类型发电方式的特点有所不同，电网具备较强的兼容性尤为关键。智能系统的出现，从根本上解决了这一问题，如电厂和用户等主体具有相协调的关系，电网可维持稳定工作状态。
2变电站直流系统智能操作系统的研究及应用
2.1使用直流接地故障定位装置
在变电站直流系统中，直流接地故障定位装置具有十分重要的作用，在系统带电的情况下，其能够准确判断出接地故障发生的具体位置，这一作用能够有效提高直流系统运行过程中的安全性和稳定性。此外，通过对信号注入法可以实现对直流系统接地故障的判断。而对于具有多个直流电源的系统而言，就可以通过转移负荷法，在出现接地故障的时候，通过切换母线中馈线支路的方式，在有电通过的情况下排查出具体发生接地故障的支路。
2.2绝缘监测模块
绝缘监测模块主要作用是实时不间断监测直流系统的绝缘状况，以集散方式通过整流模块内部的监控电路、信号采集单元等对当前系统绝缘参数进行采集，将采集的数据以串行通信方式传输给微机直流监控装置的主机。绝缘监测模块在其主板上扩展了串口和以太网接口等，可实现与多个各级智能设备的连接和数据传输，也可通过RS-485方式或以太网接口将采集的告警、开关量信息等传输到监控后台。
绝缘监测模块包含有核心电路、开关量输入单元、开关量输出单元、人机接口界面、COM串口、通信接口等。绝缘监测模块通过对整流模块的输出电压电流信息、电池巡检装置单个蓄电池电压、温度等智能设备的运行参数进行实时数据采集，满足了电力系统对直流电源的监控要求，替代了需要人工对直流电源系统进行巡视、维护、管理的传统模式，提升了变电站直流电源管理的智能化水平。
2.3加强对充电设备运行维护的力度
在变电站系统中，如果没有能够合理设置充电设备的蓄电池组相关参数，就会出现充电不正常的问题，不是过多就是不足，进而对充电设备产生不利影响，使得系统的波纹参数超过正常标准，此外，逆交电源谐波也会对充电设备的电压和纹波产生不利影响。为了保证蓄电池组在运行过程中的安全性和稳定性，相关工作人员就应该加强对充电相关设备的维护力度，与此同时还应该有效维护变电站系统中的相关充电设备，对以下参数进行严格的检查：其一是直流输出电压；其二是交流输入电压等，保证电流信号和相关保护信号灯参数都处于正常范围。在变电站出现交流电源中断现象不能正常供电的时候，为保证直流电源的正常供电，就需要由蓄电池来对相关设备进行供电，为此，就应该对母线的电压进行恰当的调整，保证母线能够输出正常稳定的电压。
2.4整流模块
整流模块目前已广泛应用于系统发电厂、变电站中，一般可作为直流稳压和稳流电源使用。通常情况下，变电站整流模块输出的标称直流电压一般为220V，额定电流一般为10A。整流模块在上级三相交流电源输入后，先经过EMI滤波和三相全波整流后形成高压直流电，再经过全桥移相逆变、整流为频率约140kHz的脉冲电压波，最后通过内部的滤波装置后形成220V的直流电源。
在变电站中，一般一个充电机屏包含有多个整流模块，各个整流模块之间可以并联运行并实现自动均流。多模块并列运行的优势在于，当某个或几个整流模块出现异常或故障退出运行时，其他整流模块可以不受影响，继续保持正常运行，从而从源头上提高直流系统运行的可靠性。投入实际生产运行中的整流模块一般还包含热插拔功能、过流保护功能、过温保护功能、短路保护功能、输出过压保护功能以及告警功能等。
2.5备自投自动模式
将万能转换开关打到“自动”侧，微控制器通过判断直流母线Ｉ、ＩＩ段状态来判断是否合闸备自投。当符合备自投状态逻辑时，微控制器输出电压脉冲控制直流接触器线圈通电导通，然后直流接触器常开触点自动闭合回路完成闭锁，同时合闸指示灯点亮。
结束语
本文围绕变电站智能化展开研究，提出直流智能操作人机交互系统，梳理了智能电网的基本特点，明确了其在变电站乃至整个电网中的应用效果。在传感器、通信等多个领域先进技术的支持下，应用直流智能操作人机交互系统，人工操作量减少，系统高效运行，为电力事业提供了可靠的技术支持。
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