變電站交直流一體化電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討

肖晶晶

（國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司 揚(yáng)州供電分公司，江蘇 揚(yáng)州 225000）

0 引 言

無(wú)人看守的變電站由于其具有一定的安全性、有效性、自動(dòng)化與智能化水平相對(duì)較高等優(yōu)勢(shì)，在不斷提升變電站電源系統(tǒng)建設(shè)質(zhì)量與建設(shè)水平中具有不可或缺的作用，推動(dòng)了交直流一體化電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展與完善?；诖?，本文主要針對(duì)變電站交直流一體化電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)展開(kāi)探討與分析。

1 變電站交直流系統(tǒng)的現(xiàn)況

1.1 交流系統(tǒng)

交流系統(tǒng)通常分成兩段母線的單母線，其一段母線、二段母線分別和一號(hào)、二號(hào)變電站站用變低壓側(cè)進(jìn)行連接，且兩段母線的進(jìn)線均是借助ATS智能開(kāi)關(guān)達(dá)到雙電源互投的目的[1]。

1.2 UPS電源系統(tǒng)

因?yàn)榻涣鞑婚g斷電源系統(tǒng)涉及到的供電設(shè)備主要有交換機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)交換設(shè)備、五防閉鎖以及二次安全防護(hù)設(shè)備等多個(gè)必須持續(xù)保持供電電源開(kāi)啟的核心生產(chǎn)設(shè)備，且交流不間斷電源內(nèi)均會(huì)存有兩個(gè)逆變電源，所以比較適合借助雙機(jī)雙母線帶母連運(yùn)作的形式展開(kāi)連接。

1.3 二次直流電源系統(tǒng)

按照相關(guān)規(guī)程表明，能夠?qū)?10 V以及220 V直流電源系統(tǒng)運(yùn)用于計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、繼電保護(hù)以及事故照明等多方面的供電中。對(duì)蓄電池容量進(jìn)行選取的過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)變電站實(shí)際的放電時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，并且蓄電池組的設(shè)置區(qū)域應(yīng)該在與之相應(yīng)的直流蓄電池室中。通常，直流系統(tǒng)會(huì)借助兩段母線進(jìn)行連接，并且兩段母線中間還需要添加聯(lián)絡(luò)裝置，各段母線都需要配置一套完善的充電裝置以及蓄電池。

2 變電站交直流的主要問(wèn)題

2.1 維護(hù)難度系數(shù)較高

變電站應(yīng)用的電源系統(tǒng)主要分成交流電源、二次直流點(diǎn)電源、UPS電源以及通信電源等多種電源系統(tǒng)，所有子系統(tǒng)均是借助分散設(shè)計(jì)所建設(shè)，獨(dú)立組屏，所有設(shè)備都是由多個(gè)生產(chǎn)廠家制造、安裝以及調(diào)試。該形式具有電源自動(dòng)化水平較低、安裝難度系數(shù)較高、服務(wù)協(xié)調(diào)難度系數(shù)較高與運(yùn)維缺乏便捷性等多種問(wèn)題。此外，因?yàn)槊總€(gè)生產(chǎn)廠家所給予的交直流控制電源蓄電池接口缺乏一定的規(guī)范性與標(biāo)準(zhǔn)性，并且監(jiān)控設(shè)備也并不健全，所以促使系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)無(wú)法共享的現(xiàn)象出現(xiàn)，無(wú)法對(duì)整個(gè)變電站內(nèi)的交直流電源系統(tǒng)展開(kāi)全面且優(yōu)質(zhì)的分析運(yùn)維，并且也很難全面落實(shí)一體化數(shù)據(jù)資源管理。因?yàn)樗须娫聪到y(tǒng)均是由多個(gè)生產(chǎn)廠家制造，一旦電源系統(tǒng)發(fā)生故障問(wèn)題，必須由所有廠家的專業(yè)工作者深入變電站內(nèi)展開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)操作，耗費(fèi)了大量的時(shí)間，對(duì)設(shè)備正常供電造成了嚴(yán)重的影響[2]。

2.2 性價(jià)比較低

如果借助以往的電源系統(tǒng)，那么則極易促使直流電源、通信電源以及UPS電源被分別應(yīng)用于一個(gè)更具獨(dú)立性的蓄電池內(nèi)，同時(shí)需要由多個(gè)生產(chǎn)廠家提供，而交流電源系統(tǒng)內(nèi)含有與其相對(duì)應(yīng)的切換裝置，若是充電模塊同樣配置一個(gè)切換裝置，那么就會(huì)造成裝置的不必要浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)其協(xié)調(diào)運(yùn)作造成嚴(yán)重的影響。此外，蓄電池組若是重復(fù)配置，不僅提升占地空間，而且會(huì)提高工程投資數(shù)額。

2.3 系統(tǒng)管理力度較低

即使在變電站內(nèi)，全部設(shè)備都必須借助統(tǒng)一的協(xié)議才能很好地處理通信規(guī)約兼容問(wèn)題。因?yàn)槿狈ο嗤谋O(jiān)控設(shè)備對(duì)變電站的所有電源展開(kāi)管理，所以不僅無(wú)法落實(shí)系統(tǒng)信息共享，而且不能展開(kāi)電源協(xié)議聯(lián)動(dòng)或者狀態(tài)檢修等功能的深入開(kāi)發(fā)。

3 變電站交直流一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)

將變電站中現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的交直流一體化系統(tǒng)和以往的交直流系統(tǒng)相比可知，二者最大的差異便是取出了UPS以及通信蓄電池，借助逆變器的應(yīng)用與直流母線進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并且整個(gè)交直流一體化電源系統(tǒng)都是在某一廠家統(tǒng)一制造，借助更具一體化以及智能化的監(jiān)控器，統(tǒng)一組屏。此外，變電站交直流一體化系統(tǒng)主要含有如下特性。

首先，可以促使變電站站用電源系統(tǒng)更具智能化與一體化，落實(shí)統(tǒng)一管理。把以往由多個(gè)電源系統(tǒng)生產(chǎn)廠家提供相互不具兼容性的通信規(guī)約集中成相同標(biāo)準(zhǔn)需求的產(chǎn)品，對(duì)后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)通信以及統(tǒng)一監(jiān)控器展開(kāi)統(tǒng)籌設(shè)置，從而達(dá)到對(duì)變電站所使用的電源系統(tǒng)各類信息數(shù)據(jù)展開(kāi)全面收集的目的，以動(dòng)態(tài)控制被監(jiān)控對(duì)象，并對(duì)其運(yùn)作形式展開(kāi)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整與轉(zhuǎn)換，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、分散管控的目標(biāo)。在此過(guò)程中，多借助總線式系統(tǒng)展開(kāi)全面地監(jiān)控，以提升監(jiān)控性能。此外，一體化電源中還有較為優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)信息記錄以及歷史信息數(shù)據(jù)查找功能，相關(guān)工作者能夠定期地對(duì)其所有的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行拷貝，同時(shí)展開(kāi)全面地分析與探討，以全面提升維護(hù)管理的規(guī)范性、專業(yè)性、全面性、便捷性與高效性。

其次，常規(guī)維護(hù)量降低，穩(wěn)定性不斷提升。多數(shù)變電站交直流一體化電源都是由某個(gè)生產(chǎn)廠家統(tǒng)一生產(chǎn)制造，并在變電站施工現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)安裝調(diào)試的相關(guān)工作，其組屏具有較強(qiáng)的緊密性，能夠有效減少屏柜使用量。此外，該電源系統(tǒng)內(nèi)只留下了蓄電池，為直流操作提供電源，降低了日常蓄電池運(yùn)維頻次與數(shù)量，并且電源蓄電池常規(guī)運(yùn)維也從對(duì)電源蓄電池的常規(guī)管理轉(zhuǎn)變成了更具有效性、嚴(yán)格性以及全面性的巡查，所有結(jié)構(gòu)的相關(guān)維護(hù)必須由更具專業(yè)性的工作者統(tǒng)一完成。這不僅有效提升了電源蓄電池在變電站中的應(yīng)用周期，而且全面優(yōu)化了電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

最后，降低資金注入與維護(hù)支出，促使投資更具經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)電源蓄電池的資金注入的實(shí)際情況，變電站應(yīng)用交直流一體化電源系統(tǒng)能夠最大限度地降低UPS與通信蓄電池的應(yīng)用量，能夠減少資金投入。此外，每個(gè)電源系統(tǒng)若是共同應(yīng)用一組蓄電池，還能夠進(jìn)一步降低蓄電池維修支出，進(jìn)而不斷提升投資的經(jīng)濟(jì)性[3]。

4 一體化電源監(jiān)測(cè)設(shè)施

首先，一體化電源監(jiān)測(cè)設(shè)施主要是借助RS-485串口對(duì)電力專用UPS及INV、高頻整流模塊、智能化電量?jī)x表、電池巡檢裝置、開(kāi)關(guān)量模塊以及絕緣檢測(cè)裝置等多種智能設(shè)施展開(kāi)信息數(shù)據(jù)收集處理，同時(shí)予以顯示。其次，一體化電源監(jiān)測(cè)設(shè)施能夠按照系統(tǒng)的所有參數(shù)設(shè)定予以報(bào)警處理，或者歷史信息管控等。再次，一體化電源監(jiān)測(cè)設(shè)施可以對(duì)所有處理結(jié)果進(jìn)行全面地判斷，按照具體情況的差異，管理站用電以及電池，并對(duì)輸出進(jìn)行嚴(yán)格地控制。最后，借助以太網(wǎng)接口，把系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)、核心信息等多項(xiàng)內(nèi)容借助特定的規(guī)約和變電站中的綜合自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效地鏈接。

5 變電站交直流一體化電源的主要優(yōu)勢(shì)

5.1 為工程建設(shè)提供便利

變電站交直流一體化電源系統(tǒng)內(nèi)的所有元件都具有一定的統(tǒng)一性，能夠最大限度地減少供貨周期，同時(shí)不會(huì)因交直流交貨時(shí)間的差異造成增加電源系統(tǒng)建設(shè)周期的現(xiàn)象出現(xiàn)，減少了變電站施工時(shí)間[4]。

5.2 提升變電站的經(jīng)濟(jì)性

該變電站設(shè)計(jì)只會(huì)在交流中的電源內(nèi)增加自動(dòng)切換裝置，并不需要在充電模塊前方再次安設(shè)切換裝置，減少了工程支出。以往的交直流電源、通信電源以及逆變電源的多組維護(hù)團(tuán)隊(duì)也變成了一組維護(hù)團(tuán)隊(duì)，降低了人力資源成本，有效提升了變電站的經(jīng)濟(jì)性。

6 結(jié) 論

智能交直流一體化電源系統(tǒng)主要是對(duì)交流電源、交流不間斷電源、直流電源以及通信電源展開(kāi)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，并將四者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，借助相應(yīng)的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，達(dá)到對(duì)變電站直流與交流控制電源統(tǒng)一供電以及一體化監(jiān)管控制的目標(biāo)。變電站交直流一體化電源主要是對(duì)當(dāng)前變電站電話員設(shè)計(jì)以及管控新形式的一種分析，其與系統(tǒng)科學(xué)、技術(shù)優(yōu)良、運(yùn)行便捷的專業(yè)技術(shù)發(fā)展方向相適宜。