風(fēng)電場事故照明原理及應(yīng)用中問題分析

王有榮++王霄宏++王寶清++王媛

【摘 要】 各風(fēng)電場現(xiàn)在事故照明方式為，正常照明采用所用變提供電源，各配電室、主控室及水泵房等事故照明采用事故照明屏集中提供電源，事故照明切換屏第一路交流電源取自所用電源PC A段、第二路交流電源取自所用電源PC B段，直流電源取自直流段，并交流電源失電能自動(dòng)切換至直流電源，保持供電的連續(xù)性。

【關(guān)鍵詞】 事故照明 問題分析

1 概述

現(xiàn)在各風(fēng)電場都安裝一套事故照明，其輸出220V電源要求穩(wěn)定可靠，分秒不停。應(yīng)運(yùn)而生的事故照明，滿足了這種“苛刻”負(fù)載嚴(yán)格的需求，保證在事故情況下照明不間斷。

事故照明系統(tǒng)是一個(gè)多路電源輸入的低壓多端網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備逆變器和靜態(tài)開關(guān)等，是一套電子元件自動(dòng)控制的電力裝置。因事故照明供電系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)的工作可靠性是系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)，為此本文對風(fēng)電場事故照明的構(gòu)成和工作原理及應(yīng)用中的問題分別作以闡述和分析。

2 風(fēng)電場事故照明工作原理

2.1 風(fēng)電場事故照明整流電路

風(fēng)電場事故照明中廣泛應(yīng)用三相橋式全控整流電路，當(dāng)控制角α=0時(shí)，其工作過程與三相橋式不控整流電路相同，在自然換相點(diǎn)換相。

2.2 風(fēng)電場事故照明直流電路

事故照明的直流電路，一般取自所用直流系統(tǒng)，這樣可以節(jié)省一套直流充電器及蓄電池的費(fèi)用，并且電路簡單，不影響直流系統(tǒng)的使用，大部分風(fēng)電場直流系統(tǒng)都有冗余，能夠明顯降低成本。

2.3 風(fēng)電場事故照明逆變器

事故照明的核心器件是逆變器。事故照明采用了新型功率器件，即隔離柵型雙極性晶體管（IGBT），為此事故照明發(fā)生了一次巨大的變革，在提高逆變效率，改善事故照明的各種輸出特性的同時(shí)，也為風(fēng)電場事故照明的實(shí)現(xiàn)高頻化、智能化控制變成了可能。

3 風(fēng)電場事故照明的靜態(tài)開關(guān)

事故照明靜態(tài)開關(guān)一般使用電子式靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)。所謂電子式靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)，是將一對反向并聯(lián)的快速晶閘管連接起來作為事故照明在執(zhí)行由市電旁路供電至逆變器供電切換操作時(shí)的元件，由于快速晶閘管的接通時(shí)間為微秒級(jí)，因此，依靠這種先進(jìn)技術(shù)，可以對負(fù)載實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換時(shí)間為零的不間斷供電。只有當(dāng)事故照明需要執(zhí)行由交流旁路電源供電至逆變器供電切換操作時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)短暫的（約幾毫秒～幾十毫秒）兩路交流電源在時(shí)間上重疊向負(fù)載供電的情況。

4 事故照明應(yīng)用中問題探討

4.1 線式事故照明的四種工作狀態(tài)

事故照明系統(tǒng)是一個(gè)多路電源輸入的低壓多端網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備是逆變器和靜態(tài)開關(guān)等，是一套電子元件自動(dòng)控制的電力裝置。當(dāng)正常照明消失后，可手動(dòng)投入事故照明，事故照明工作電源出現(xiàn)過載或短路故障時(shí)，事故照明將自動(dòng)切換到旁路，以保護(hù)事故照明的逆變器不會(huì)因過載而損壞。事故照明供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)入旁路供電后，是由市電直接供給負(fù)載，因市電的系統(tǒng)容量大可提供足夠的時(shí)間，使過載或短路回路的斷路器跳閘，待系統(tǒng)切除過載或短路回路后，旁路開關(guān)將自動(dòng)轉(zhuǎn)換回由事故照明繼續(xù)向其他負(fù)載供電。大中功率的在線式事故照明的四種工作狀態(tài)如下：（1）工作電源正常。在正常工作狀態(tài)，由正常工作電源提供能量，整流器將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，逆變器將經(jīng)整流后的直流電轉(zhuǎn)化為純凈的交流電提供給事故照明。（2）工作電源異常。工作電源斷電或者輸入的工作電源電壓或頻率超出允許范圍，整流器自動(dòng)關(guān)閉。此時(shí)，由蓄電池組提供的直流電經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)化為純凈的交流電提供給負(fù)載。（3）工作電源恢復(fù)正常。當(dāng)工作電源恢復(fù)到正常后，整流器重新提供經(jīng)整流后的直流電給逆變器。（4）旁路狀態(tài)。靜態(tài)旁路是事故照明系統(tǒng)的重要組成部分，在下列兩種情況下，事故照明處于旁路。

當(dāng)直流電源超載、短路、及其他故障或者逆變器故障，為了保證不中斷對事故照明的供電，靜態(tài)旁路開關(guān)動(dòng)作，由工作電源切向備用電源（旁路電源）直接向事故照明供電。

維修或測試時(shí)，為了安全操作，將維修旁路開關(guān)閉合，由備用電源直接向事故照明供電。把事故照明系統(tǒng)隔離，這種切換可保證在事故照明檢修或測試時(shí)對負(fù)載的不間斷供電。

4.2 目前存在的問題綜述

現(xiàn)在，風(fēng)電場各路事故照明均取自事故照明切換屏，正常工作電源取自所用PCA段，而且正常情況事故照明電源帶電，事故照明小母線常帶有交流電，經(jīng)一開關(guān)送出，而正常照明也取自380V所用PC段，當(dāng)因故正常照明失去后，事故照明不能自動(dòng)投入，必須手動(dòng)合上各配電室、集控室及水泵房的事故照明開關(guān)箱內(nèi)的小開關(guān)及墻壁照明開關(guān)才能投入交流事故照明，只有所用電失電后才能投入直流事故照明，并且也需要手動(dòng)合上各配電室、集控室及水泵房的事故照明開關(guān)箱內(nèi)的小開關(guān)及墻壁照明開關(guān)才能投入直流事故照明。這樣，在事故情況下對我們的事故處理有很大影響。我們應(yīng)該將其改造為當(dāng)正常照明電源開關(guān)跳閘時(shí)，交流事故照明自動(dòng)投入，交流事故照明電源取自所用PCA段，供電相當(dāng)可靠，當(dāng)所用電源失電或交流事故照明電源開關(guān)跳閘時(shí)，直流事故照明自動(dòng)投入，交流事故照明電源恢復(fù)后（所用電）自動(dòng)切為交流事故照明，可以延長蓄電池放電時(shí)間，正常照明恢復(fù)后（正常照明電源），自動(dòng)切斷事故照明。

5 事故照明發(fā)展動(dòng)向

綜上述分析說明，經(jīng)過對近年來各風(fēng)電場的實(shí)際問題及事故照明回路的深入研究，目前事故照明還存在許多問題，還需對風(fēng)電場的事故照明進(jìn)行改造應(yīng)用，達(dá)到非常可靠。在正常、事故或所用段失電時(shí)，事故照明均能可靠自動(dòng)投入，保證照明的不間斷，結(jié)線方式也具有很高的靈活性、可靠性，有利于迅速正確地處理事故，保證人身和設(shè)備的安全。endprint