變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控及維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

占利鋒，范燕春

（杭州中恒電氣股份有限公司，浙江 杭州 310053）

變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控及維護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

占利鋒，范燕春

（杭州中恒電氣股份有限公司，浙江 杭州 310053）

近年來(lái)，隨著人們生活水平的提高，使得對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性的要求也越來(lái)越高，在一些變電站中有人值守點(diǎn)監(jiān)控已經(jīng)滿(mǎn)足不了社會(huì)的發(fā)展需求了。因此，電力系統(tǒng)變電站也正在向著數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。通過(guò)對(duì)直流電源運(yùn)行和維護(hù)的分析，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于電力局域網(wǎng)的直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)系統(tǒng)，同時(shí)，給出了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)浼軜?gòu)，進(jìn)而對(duì)整個(gè)變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控及維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了規(guī)劃。

變電站；直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控；維護(hù)系統(tǒng)；高頻開(kāi)關(guān)電源

1 變電站直流電源運(yùn)行維護(hù)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)大部分變電站直流系統(tǒng)已經(jīng)采用了高頻開(kāi)關(guān)電源充電模塊和閥控蓄電池，該模塊具有體積小、質(zhì)量輕、精確度高、配置靈活等特點(diǎn)。蓄電池又有密封性好、無(wú)污染、過(guò)放電性能好、維護(hù)量小等特點(diǎn)。直流電源系統(tǒng)可以在調(diào)度端實(shí)現(xiàn)對(duì)直流系統(tǒng)的三遙，但調(diào)度中心卻只能獲取到很少一部分信息，無(wú)法直觀(guān)地反映直流系統(tǒng)的運(yùn)行情況，使工作人員不能及時(shí)了解到現(xiàn)場(chǎng)直流設(shè)備和蓄電池組的工作狀態(tài)。

2 系統(tǒng)的拓?fù)浼軜?gòu)

直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)系統(tǒng)被詳細(xì)的分成了3層，即管理應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)通信層和數(shù)據(jù)采集層。變電站端的本地監(jiān)控裝置將數(shù)據(jù)采集層的設(shè)備連接在一起，將所采集到的各種相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)通信層，由網(wǎng)絡(luò)通信層對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以后便傳輸?shù)焦芾響?yīng)用層。如此一來(lái)，要想對(duì)直流系統(tǒng)的信息進(jìn)行瀏覽，便可在網(wǎng)上完成。而遠(yuǎn)程監(jiān)控終端可以給各個(gè)分級(jí)管理終端提供相應(yīng)的管理口令，各分級(jí)管理終端便可以根據(jù)自己的權(quán)限對(duì)變電站的信息參數(shù)進(jìn)行更改。

3 系統(tǒng)功能

變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控及維護(hù)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：①對(duì)各變電站直流系統(tǒng)的所有運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了遠(yuǎn)程采集，用圖表、曲線(xiàn)等多種形式顯示出來(lái)；②可以遠(yuǎn)程進(jìn)行蓄電池組的測(cè)試以及放電實(shí)驗(yàn)，不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程放電，還保證了母線(xiàn)供電的穩(wěn)定性；③實(shí)現(xiàn)了蓄電池組在運(yùn)行中內(nèi)部電壓的均衡，有效保證了蓄電池組中的每一個(gè)單體電池都能夠保持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)，延長(zhǎng)了蓄電池組的使用壽命，進(jìn)一步提高了直流電源系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

4 維護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1 本地監(jiān)控裝置

大部分變電站的變電站端都有安裝本地監(jiān)控裝置，其是以RS232/RS485通訊方式連接原直流電源主監(jiān)控裝置。在對(duì)蓄電池組的電壓、電流進(jìn)行控制時(shí)，通過(guò)電池均衡采集子系統(tǒng)完成，通過(guò)電池智能放電子系統(tǒng)的相關(guān)功能來(lái)完成母線(xiàn)狀態(tài)的切換、蓄電池放電等多種保護(hù)措施，保證了放電過(guò)程的安全性；能夠采集到各饋線(xiàn)支路開(kāi)關(guān)的位置和脫扣狀況，可以采集到系統(tǒng)中直流電源的數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)充電機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換參數(shù)進(jìn)行了修改。

4.2 電池均衡采集子系統(tǒng)

一個(gè)電源模塊和多個(gè)均衡采集模塊共同組成了電池均衡采集系統(tǒng)，其系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)采用了下放式結(jié)構(gòu)，其與本地監(jiān)控裝置進(jìn)行通訊時(shí)是通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成的。電源模塊將蓄電池組的電壓和電流采集到后，為其他的均衡模塊提供了需要的充電電源；均衡采集模塊在測(cè)量?jī)?nèi)阻時(shí)采用分段式放點(diǎn)法進(jìn)行，當(dāng)單體電池的電壓與電池平均電壓差比整定值變大時(shí)，要立即啟動(dòng)均衡模塊，從而實(shí)現(xiàn)電池的高放低充，讓電池的電壓達(dá)到均衡水平以延長(zhǎng)電池的使用壽命，提高直流電源系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。在接線(xiàn)方式方面，用可以插拔的端子接線(xiàn)方式，方便接線(xiàn)和維護(hù)操作，保險(xiǎn)絲用帶有自恢復(fù)性的，能夠更好地預(yù)防短路和燒毀模塊的現(xiàn)象發(fā)生，將系統(tǒng)的安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

4.3 電池智能放電子系統(tǒng)

電池組維護(hù)中，很重要的內(nèi)容就是蓄電池組核對(duì)性放電試驗(yàn)。一般對(duì)于新安裝的蓄電池組都要進(jìn)行一次全面的核對(duì)性放電試驗(yàn)，之后每3年進(jìn)行1次，在運(yùn)行6年以后，需要每年進(jìn)行1次。而直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控以及維護(hù)系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分就是電池智能放電子系統(tǒng)，其主要負(fù)責(zé)蓄電池的核對(duì)性放電試驗(yàn)。

4．3．1 雙母線(xiàn)分段直流系統(tǒng)

此系統(tǒng)中有2套直流設(shè)備，在進(jìn)行放電試驗(yàn)時(shí)，需要將實(shí)驗(yàn)中的一套直流設(shè)備退出運(yùn)行，由另外一套直流設(shè)備帶兩段直流母線(xiàn)進(jìn)行運(yùn)行；對(duì)實(shí)驗(yàn)的蓄電池組進(jìn)行全核對(duì)性放電，通過(guò)對(duì)遠(yuǎn)程或就地操作相應(yīng)的開(kāi)關(guān)來(lái)完成蓄電池的核對(duì)性放電試驗(yàn)。

4．3．2 單組蓄電池直流系統(tǒng)

當(dāng)系統(tǒng)中只有一組蓄電池時(shí)，既不能退出運(yùn)行，也不能進(jìn)行全核對(duì)性放電試驗(yàn)，只能用恒流對(duì)額定容量進(jìn)行控制。

4.4 饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)量采集子系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要對(duì)母線(xiàn)以及各個(gè)饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)的位置和脫扣狀態(tài)信息進(jìn)行采集。此系統(tǒng)與本地監(jiān)控裝置進(jìn)行通訊時(shí)，是通過(guò)RS485總線(xiàn)來(lái)完成的。每一個(gè)開(kāi)關(guān)量采集模塊可以同時(shí)對(duì)多路開(kāi)關(guān)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。每路開(kāi)關(guān)量都是通過(guò)光電進(jìn)行隔離的，具有極強(qiáng)的抗干擾性能。

4.5 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器一般安裝在通訊機(jī)房，其主要負(fù)責(zé)與各個(gè)變電站的本地監(jiān)控裝置通信，然后對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并將分析出來(lái)的結(jié)果再分發(fā)到各個(gè)發(fā)電站的遠(yuǎn)程終端上。

對(duì)各個(gè)子站終端所發(fā)過(guò)來(lái)的報(bào)警數(shù)據(jù)以及需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，按照實(shí)際情況在各子站之間建立直流電源裝置臺(tái)賬，可以對(duì)每一個(gè)子站裝置的設(shè)置進(jìn)行查詢(xún)或更改。

4.6 遠(yuǎn)程監(jiān)控終端

各遠(yuǎn)程監(jiān)控終端可以通過(guò)局域網(wǎng)對(duì)每一個(gè)變電站直流系統(tǒng)的信息進(jìn)行瀏覽，根據(jù)需要對(duì)每一個(gè)變電站的直流系統(tǒng)的模擬圖進(jìn)行設(shè)置，還可以將母線(xiàn)的電壓、電流等一些信息直觀(guān)顯示在模擬圖上；可以根據(jù)子站的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限對(duì)任何一個(gè)變電站直流系統(tǒng)的信息和參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和修改，對(duì)遠(yuǎn)程更改現(xiàn)場(chǎng)采集模塊的相關(guān)設(shè)置進(jìn)行查看；具備完善的報(bào)警功能，能夠根據(jù)報(bào)警的信息對(duì)報(bào)警的性質(zhì)作出自動(dòng)分級(jí)，從而保證報(bào)警信息不遺漏。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，從實(shí)際運(yùn)行情況看，變電站直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控及維護(hù)系統(tǒng)從真正意義上實(shí)現(xiàn)了變電站直流電源設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)，能夠在掌握直流系統(tǒng)運(yùn)行情況的基礎(chǔ)上，節(jié)省大量的人力、物力和財(cái)力，有效提高了直流電源以及電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，大大提高了系統(tǒng)的實(shí)用性。

［1］盧艷龍.變電站直流遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（24）.

［2］何小霞，詹勤輝，代尚林，等.變電站直流系統(tǒng)自動(dòng)遠(yuǎn)程維護(hù)技術(shù)［J］.電測(cè)與儀表，2012，49（09）.

〔編輯：張思楠〕

TM764.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.129

2095-6835（2017）24-0129-02