應(yīng)急轉(zhuǎn)接箱在變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)更換中的應(yīng)用研究

許郁

【摘 ?要】隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟迅猛發(fā)展，同時，科學(xué)技術(shù)也取得了很大的進步。在電力工業(yè)中，為了實現(xiàn)電力工業(yè)的高效運行應(yīng)用了大量的先進技術(shù)，安全狀況也在不斷改善。目前，常規(guī)變電站的直流供電系統(tǒng)多為相控硅整流電源，但這種直流電源已不能滿足整個電力系統(tǒng)的需要，強制系統(tǒng)運行，需要直接向直流供電系統(tǒng)供電。然而在更換流程中，不能制約變電站的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。因此，有必要重視變電站的直流電源，特別是在更換直流電源的過程中。更換直流電源的主要目的是在供電過程中最大限度地確保直流電源的質(zhì)量和可靠性。這方面的相關(guān)指標(biāo)是衡量直流電源運行是否良好的關(guān)鍵指標(biāo)。對直流電源更換過程中的科學(xué)綜合發(fā)展規(guī)劃進行全面深入的研究是十分必要的。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)急轉(zhuǎn)接箱;變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)更換;應(yīng)用研究

引言

變電站直流系統(tǒng)是一種為信號設(shè)備、保護、自動設(shè)備、事故照明、應(yīng)急電源和斷路器開關(guān)和關(guān)閉操作提供直流電源的電源裝置。目前，常規(guī)變電站的直流供電系統(tǒng)多為相控硅整流電源，但這種直流電源已難以滿足整個電力系統(tǒng)的需求，需要對直流供電系統(tǒng)進行更換。然而在更換環(huán)節(jié)不能影響變電站的有效運轉(zhuǎn)。因此，有必要重視變電站的直流電源。針對目前工作中的應(yīng)急搶修和變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)更換都缺乏與之配套的專用應(yīng)急轉(zhuǎn)接箱，以往所使用的配電柜體積大，重量重，保護功能缺乏，安全性差，遠遠不能滿足工作中的需要，所以急需一個體積小、重量輕、保護功能全面、強度可靠適于野外和站內(nèi)都能快速使用的裝置解決面臨的問題。本文擬在前人研究的基礎(chǔ)上開發(fā)一種應(yīng)急轉(zhuǎn)接箱，服務(wù)于變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)更換。

1直流電源系統(tǒng)

1.1概念

直流系統(tǒng)適用于供電系統(tǒng)的多種類型的變電站。大多數(shù)變電站主設(shè)備的控制、保護、儲能、閉塞、信號回路、變電站應(yīng)急照明等均采用直流供電。直流電源以0.4kV交流電流過直流屏的整流電路，交流電流轉(zhuǎn)換為直流，為上述幾個電源設(shè)備的電路供電。同時，整流電路輸出的直流電流也分流到站內(nèi)的電池組上。安裝電池的目的是當(dāng)所有設(shè)備停電，并且站用變壓器也斷電時，它還可以為站內(nèi)主要設(shè)備的控制、保護、儲能和信號的直流電路提供直流電，確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)。變電站直流系統(tǒng)是一種為信號設(shè)備、保護、自動設(shè)備、事故照明、應(yīng)急電源于斷路器開關(guān)及關(guān)閉操作給予直流電源的電源裝置。直流系統(tǒng)是獨立的電源，在外部AC電源中斷的狀態(tài)中，它確保備用電源———電池持續(xù)給直流電源提供穩(wěn)定的電流。

1.2變電站直流電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

變電站直流電源系統(tǒng)在設(shè)計過程中是基于現(xiàn)代蓄電池、充電機等成熟核心技術(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)直流電源系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)、二次直流電源系統(tǒng)及UPS電源等的一體化設(shè)計及組屏生產(chǎn)全新模組形式。此系統(tǒng)取消了通信蓄電池，利用逆變器設(shè)置直流母線，通過同個廠家生產(chǎn)，使用一體化智能監(jiān)控器集中組屏。此系統(tǒng)的主要特點就是能夠?qū)崿F(xiàn)電源系統(tǒng)的智能化管理;降低日常維護工作量，提高可靠性;降低一次性投資資金和長期維護的費用，使投資經(jīng)濟性得到提高。

2變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)更換現(xiàn)狀分析

針對目前工作中的應(yīng)急搶修和變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)更換，都缺乏與之配套的專用應(yīng)急轉(zhuǎn)接箱，以往所使用的配電柜體積大，重量重，保護功能缺乏，安全性差，遠遠不能滿足工作中的需要，所以急需一個體積小、重量輕、保護功能全面、強度可靠適于野外和站內(nèi)都能快速使用的裝置解決面臨的問題。針對現(xiàn)狀，本文擬在前任研究的基礎(chǔ)上開發(fā)一種應(yīng)急轉(zhuǎn)接箱，服務(wù)于變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)更換。

3變電站內(nèi)直流電源系統(tǒng)更換策略———應(yīng)急轉(zhuǎn)接箱

3.1項目實施主要措施

經(jīng)過調(diào)研，總結(jié)出實施的主要措施：箱體采用鈦合金材料制作，箱體重量只有鋼制件的30%，強度達到鋼制的2倍，解決運輸、搬運中的人員強度和設(shè)備使用適應(yīng)性的要求;充分利用人機工程學(xué)和材料學(xué)的成果，使裝置更適應(yīng)各種場所的使用和存儲;加裝保護電路和傳感裝置，是設(shè)備操作人身安全性得到充分保證;要滿足交流和直流的多種需要。進度計劃：10d完成方案研究，20d完成設(shè)計，60d進行樣機研制和開發(fā)120d對樣機進行試驗和性能測試，5d對樣機進行總結(jié)。

3.2能解決的主要問題

（1）解決裝置重量和強度問題，既要強度高，又要重量輕。（2）解決裝置易于便于搬運、存儲，人機工程好，降低人員工作強度。（3）解決滿足交直流系統(tǒng)的要求，適應(yīng)性強。（4）解決裝置能運行安全，加裝多重保護功能，保證站內(nèi)系統(tǒng)和操作人員的人身安全，使操作人員使用接線、接線方便。

3.3項目實施效益預(yù)測

本項目實施后首先解決了以往配電箱簡陋粗笨的印象，使其具有精致的科技感，專用型強操作簡單，人機工程優(yōu)秀。裝置在強度和重量上達到了平衡，由于技術(shù)和材料上的突破，可采用鈦合金制作，體積小，重量輕且強度高。加裝多重保護功能，保證站內(nèi)系統(tǒng)和操作人員的人生安全，使操作人員使用接線、接線方便。目前無論是施工、維修、檢驗大量用到交直流配電箱，本裝置的成功研制易于推廣。

3.4技術(shù)路徑

（1）產(chǎn)品體積小，重量輕，移動方便，便于維護、外形美觀，可以滿足500KV以下變電站的使用;（2）穩(wěn)壓性能、穩(wěn)流性能、紋波性能等指標(biāo)與變電所用直流屏完全一致;（3）直流應(yīng)急電源采用微機高頻開關(guān)電源型產(chǎn)品，配置220V，20（40）安培整流模塊1（2）個，可借電插拔。可方便更換為110V40A模塊，變成110V流系統(tǒng);（4）系統(tǒng)配置智能監(jiān)控，通過液晶顯示屏，實現(xiàn)人機界而可視化操作，全中文菜單，操作簡單方便，易于上手;（5）系統(tǒng)可顯示裝置的輸出電壓，輸出電流等，具有電池管理的功能;（6）完善的告警處理及記錄功能，可通過當(dāng)前故障和歷史故障查詢系統(tǒng)故障記錄;（7）同時具備RS485RS232接口，支持多種通信規(guī)約，全面實現(xiàn)“四遙”功能;（8）整流模塊具有液晶顯示功能，具有自主均流、自動限流、浮充和均充等功能;（9）裝置工作電源采用雙路交流電源設(shè)計，互為備用，直流輸出斷路器利用用直流專用斷路器。

結(jié)語

變電站直流系統(tǒng)是一種為信號設(shè)備、保護、自動設(shè)備、事故照明、應(yīng)急電源和斷路器開關(guān)和關(guān)閉操作提供直流電源的電源裝置。對于大多數(shù)變電站而言，主設(shè)備的控制、保護、儲能、信號回路、變電站應(yīng)急照明等均采用直流供電。直流電源以0.4kV交流電流過直流屏的整流電路，交流電流轉(zhuǎn)換為直流，為上述幾個電源設(shè)備的電路供電。同時，整流電路輸出的直流電流也漂浮到站內(nèi)的電池組上。目前，常規(guī)變電站的直流供電系統(tǒng)多為相控硅整流電源，但這種直流電源已不能滿足整個電力系統(tǒng)的需要，需要對直流供電系統(tǒng)進行更換。然而在更換環(huán)節(jié)里，不能干擾變電站的有效運轉(zhuǎn)。因此，有必要重視變電站的直流電源。本文針對現(xiàn)狀研發(fā)出了一種變電站直流系統(tǒng)更換應(yīng)急裝置，通過對樣機的測試與總結(jié)，該裝置性能良好，能夠有效保證變電站直流系統(tǒng)更換，促進變電站的安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

參考文獻：

[1]廖曉藝.淺談電力系統(tǒng)變電站直流電源及維護[J].科技資訊，2015，13（31）：46.

[2]張宏偉.智能變電站交直流一體化電源系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J].科學(xué)中國人，2015，0（10X）.

[3]國網(wǎng)四川省電力公司眉山供電公司.用于變電站的直流應(yīng)急電源系統(tǒng)：CN201721084565.8[P].2018.3

（作者單位：山西省電力公司長治供電公司）