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变电站交直流一体化电源的解决方案

浏览次数:424      发布时间:2020-01-30 13:38:14   

 

1 引言

站用电源是变电站安全运行的基础,随着变电站综自化程度的越来越高以及大量无人值班站投运,

相应提高站用电源整体的运行管理水平具有非常重要意义。笔者认为,站用电源始终需要立足于系统技术来研究和发展,根据实际问题、发展现状提出发展思路。现有站用电源在资源整合、自动化水平、管理模式等方面都还存在很大的优化空间,结构紧凑、经济可靠的变电站交直流一体化电源模式具有广阔的应用前景。

2传统站用电源现状分析  

传统变电站站用电源分为交流系统、直流系统、UPS 、通信电源系统等,各子系统采用分散设计,独立组屏,设备由不同的供应商生产、安装、调试,供电系统也分配不同的专业人员进行管理。这种模式存在的主要问题:

1)、站用电源自动化程度不高。由不同供应商提供的各子系统通信规约一般不兼容,难以实现网络化管理,系统缺乏综合的分析平台,制约了管理的提升。

2)、经济性较差。站用电源资源不能综合考虑,使一次投资显著增加。

3)、安装、服务协调较难。各个供应商由于利益的差异使安装、服务协调困难,远不如站用交直流电源一体化的“交钥匙工程”模式顺畅。  

4)、运行维护不方便。站用电源分配不同专业人员进行管理:交流系统与直流系统由变电人员进行运行维护,UPS由自动化人员进行维护,通信电源由通信人员维护,人力资源不能总体调

配,通信电源、UPS等也没有纳入变电严格的巡检范围,可靠性得不到保障。

  3 变电站交直流一体化电源的解决方案 

变电站站用交直流一体化电源系统是使用系统技术,针对变电站站用交流、直流、逆变、通信电源整体,根据实际问题、发展现状提出解决方案的站用电源系统。

目前有关生产研发厂家已提出三代产品,分别是:

1)、智能型站用电源交直流一体化系统主要实现:

A、建立站用电源信息共享平台。站用电源整体网络智能化:一体化.

将交流、直流、逆变、通信

电源网络智能化,对外

1个通信接口;

B、设计优化。取消通信蓄电池组及充电装置,使用DC/DC变换器直接挂于直流母线代替;取消UPS蓄电池,使用逆变器直接挂于直流母线代替,对重要负荷如事故照明等采用逆变电源供电;统一进行波形处理;统一进行防雷配置;统一进行二次配电管理;站用电源设备智能管理,实现状态检修。 

2)、数字化站用电源交直流一体化系统主要实现:

A、上行下达信息数字化传输(2大措施:开关智能模块化;集*能分散化);

B、开放式系统:采用IEC61850规约。

3)、程序化站用电源交直流一体化系统主要实现项:

A、电源与负荷结合,将辅助系统(空调、风机、门禁、消防、周界等)纳入控制范围;

1)、容量设计:全站配置两组蓄电池和充电机,一般的110kV电站容量可按

300AH/组设计,220kV电站500AH/组。 

传统的站用电源配置方案中,通常一个110kV电站配置两组300AH蓄电池和两组充电机供变电运行负荷,通信设备由另两组独立的蓄电池(300AH/48V)和充电机供电,一些UPS也带有自己的蓄电池。但通过对变电站站用负荷的统计分析,我们得出:不是重要的通信枢纽站,没必要采用独立通信电源一个普通的110kV电站正常直流负荷约为8A左右,通信设备主要是一台光端机,功率

1千瓦,折算为110V9A,正常供电,一台60A充电机已经完全满足全站运行要求,按双重化配置两台已经非常可靠。在全站失压事故下,故照明、UPS

等交流负荷切换为蓄电池供电,这部分负荷设计容量在30A(110V)左右,即使全站事故照明一起开,也可以满足重要负荷超过10小时的事故供电。另外,在一体化监控的智能平台上,我们可以对站用电源进行程序化控制,事故情况下,按预设轮次对负荷进行减载,保证事故供电最大利用率。

 (2)通信电源解决方案:通信设备直接采用220V110V电源模块,通信电源从两组直流母线直接拉两路专用馈线至通信机柜,并在通信柜进行两路电源自动切换。目前通信设备一般采用48V电源,所以在一些直流一体供电方案中,

采用了用DC/DC模块变换成48V供通信设备使用,但这种方案存在不足:技术上存在弱点。如果通信机房有多台通信设备,各通信设备采用支路带空气开关供电方式,存在DC/DC模块与分支开关配合问题,一回支线发生故障,DC/DC

模块可能会比空气开关先动作,造成全部通信设备失压。

光端机等通信设备实际工作电压并不是48V,而是15V5V,象所有微机保护一样,装置通过自身的电源模块进行DC/DC转换,把外面电压转换成15V

5V内部工作电压,由220V直接转换成15V5V和由48V转换成15V5V

,对通信设备也只是电源模块选择的问题,没有任何技术上的困难。同时,由48V的弱电供电方式的一些弱点也是有目共睹的,弱电容易受干扰,在通信专业抗干扰、防雷等方面措施就比其它专业要求更高,甚至采用48V正极接地方式,这些对运行都是不利的。因此,在站用电源一体化供电的模式下,可以把全站各专业电源统一到一个电压等级。

 (3)不间断电源设计:采用逆变器直接挂于母线上代替,取消独立UPS

 (4)交流系统设计:采用智能ATS开关实现两路电源自动切换,取消传统站用380V电源备自投配置。 


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