淺談變電所自動化系統(tǒng)的電源配置

李成存　唐紅艷

要保證電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)和變電所綜合自動化系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定、可靠地運行,其供電電源是否穩(wěn)定、可靠是一個重要因素。在這一方面,縣級電力部門大多對自動化系統(tǒng)主站和通信樞紐站比較重視,基本都有多路互為備用的交流電源,或配備了性能比較好、容量比較大的備用直流電源,卻往往忽視了變電所端的自動化設(shè)備對電源的要求。這樣,不僅降低了自動化系統(tǒng)運行的可靠性,還直接影響對電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常時的正確判斷和及時處理。

目前,在縣級電網(wǎng)變電所中,大多是利用所用變壓器的220V交流直接對自動化設(shè)備供電,沒有備用,一旦交流斷電,自動化系統(tǒng)便陷于癱瘓。而所用變壓器的輸出電壓普遍偏高,同時受所內(nèi)一、二次設(shè)備產(chǎn)生的強磁場干擾,電壓不穩(wěn)定,波形指標差,同樣也會影響自動化系統(tǒng)的正常運行。

由于電源系統(tǒng)的不可靠和不穩(wěn)定,而造成通信和信息中斷的情況時有發(fā)生,主要有以下幾種:

(1)由于電源不可靠,在變電所異常或故障時供電中斷,造成自動化設(shè)備停機,語音和數(shù)據(jù)傳輸中斷,直接影響對故障的及時診斷與排除;

(2)電源瞬時突然停、送電,會對自動化設(shè)備造成沖擊破壞;

(3)電網(wǎng)的沖擊,電壓和頻率的波動,都直接影響自動化系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性,甚至燒壞設(shè)備的輔助電源;

(4)供電系統(tǒng)的電源線還是自動化系統(tǒng)的主要干擾途徑之一。

可見,配置性能優(yōu)良的供電設(shè)備,對自動化系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠運行是非常必要的。

對于自動化系統(tǒng)的電源配置,一般有幾種方式:

(1)使用常規(guī)不間斷電源(UPS)。220V交流電流經(jīng)過UPS內(nèi)部的整流電路后,一方面給蓄電池充電,同時又給逆變器供電。一旦交流斷電,則自動由蓄電池向逆變器供電,從而保證重要負載的不間斷輸出。

選用的UPS電源最好是在線式的,輸出為標準的正弦波。它接線簡單、使用方便,可對自動化系統(tǒng)中各個設(shè)備同時供電。斷電后能保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、連續(xù)運行,并能在一定程度上起到穩(wěn)定輸出電壓和有效抑制電網(wǎng)低頻常態(tài)干擾的作用。

但是,常規(guī)UPS電源的蓄電池組一般容量較小,后備時間有限,只能維持幾十分鐘,不能完全滿足《電力系統(tǒng)通信管理規(guī)程》對通信電源的要求。如果配備大容量的外置蓄電池組,則不僅要增加投資,還將增加自動化系統(tǒng)維護人員的工作量。

(2)利用變電所直流屏的直流電源。在電力系統(tǒng)中,許多變電所裝有直流屏和專用蓄電池組,提供直流220V或110V電源,主要為合閘裝置、繼電保護、事故照明等提供備用電源。直流屏一般均采用閥控式密封蓄電池或免維護蓄電池,其可靠性高、壽命長。直流屏本身是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備,有明確的維護規(guī)定,可靠性有保證。它容量大,電壓穩(wěn)定,因此可以充分利用它給自動化系統(tǒng)供電。

①利用蓄電池組直接給自動化設(shè)備提供直流電源。蓄電池組中的每塊電池的電壓通常是12V,而自動化設(shè)備一般也有直流輸入接口,這樣就可以根據(jù)設(shè)備對直流電源的要求,取一塊或幾塊電池作為自動化系統(tǒng)的供電電源,可以不直接使用交流電路。

采用這種方法不需增加任何附屬設(shè)備,電源電壓穩(wěn)定。但是自動化系統(tǒng)中各種設(shè)備的直流額定電壓不盡相同,有12V、24V、48V、220V等,如果都從直流屏內(nèi)接電,則電池組上接線多,容易造成接線錯誤,而且在直流屏檢修時,對自動化系統(tǒng)的供電也會中斷。

②使用DC—DC高頻通信開關(guān)電源。該裝置的輸入、輸出均為直流。它結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,使用方便,可根據(jù)具體情況決定輸入和輸出的直流電壓等級。它體積小,如在一個機架內(nèi)放置多臺,就可以得到所需的多個電壓等級的直流輸出。交、直流互為備用,平常由交流旁路供電,交流斷電時可自動切換,使用直流。

(3)采用電力專用不間斷電源(電力專用UP5)。電力專用UPS與常規(guī)UPS的結(jié)構(gòu)和功能基本一樣,它是利用變電所直流屏的蓄電池組作為逆變器的直流電源,輸出為220V交流電流。正常情況時,交流電流通過UPS內(nèi)的整流和逆變電路給自動化系統(tǒng)供電;交流斷電后,由直流屏經(jīng)UPS逆變后給自動化系統(tǒng)提供不間斷電力。它采用全橋電路結(jié)構(gòu),可以帶風機等電動機負載。配置該設(shè)備可節(jié)省資金和維護工作量。

總之,在為自動化系統(tǒng)配備電源時,要綜合考慮變電所的具體條件和自動化系統(tǒng)對電源的實際需要,進行合理選擇。

(編輯/劉佳)