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交直流一体化电源

交直流一体化电源   一、交直流控制电源设备?的现状 本文引用地址:http://www.e℉epw.com.…

交直流一体化电源

  一、交直流控制电源设备?的现状

本文引用地址:http://www.e℉epw.com.cn/article/201612/327640.htm⊙

  电力系统控制必须具备安全可靠的控制电源≡。在电力≤工程中,控制电源分为两类,一类是直流电源,一类是交流电源。?变电站中为控制、信号、保护、自动装置及某些执行机构等供电的直流电源系统,通常称为直流操作电源。为计算机监控等设备供电的交流不间断电源系统∪,通常称为交流控制电源;为交换机、远动等通信设备供电的直流电源系统,则∠称为通信电源。

  ∥1.维护困难

  目前运行的变电站,上述这几种控制电源设备一般采用相互独立分散设置的方式?,设备由不同的供应商?提供,且分属不同的部门专业管理:继电保护专业负责?直流操作电源的维护,自?动化?专业负责交流控制电源的维护,远动通信专业负责通信电源的维护。这样不但造成功能重复?配置,增加设备一次投资;而且各专业不同?的维护工作界面≧,㎜使电源设备ml的运行管理费用居高不下。另外,﹣由不同供应商提供?的交直流控制电源产品,?没?有统一的接口规范和监控设备,使㎏系统数据不能共享,难以实现对整个交直流控〒⌒制电源∶设?备的系统分析维±护和一体化信息管理。由于各电源系统的生产厂家不同,当电源出?现故障,或进行电源系统维护时,需要多家供应商的服务人员到现场查?看,服务∧人员快则几小时,慢则数天才能到达,如此以来延长了的工作时间,影响设备的供电,对于巡检人员,同样存在此类问题。

 ? 2.性价比差

  若考虑采用传统的电㈱源系统,?会造成直流电源,UPS不间断电源、通讯电源分别配置独立的蓄电池,并由??不同厂家‰供货,交流电源通常是另外一个厂家的产品,且交流系统配置电源自动切换设备,充电模块又重复配置,既浪费又?使设备之间难于?协调运行,并考虑设备的备品备件数量及厂家都有所增加,浪费严重。

  3.缺乏系统管理

  虽?然在变电站中,所有设备均要采¢用IEC61850协议,能够解决通信㎡规μ约的¥兼容问题,但由于没有统一♀的监控设备对整个站用电源进行管理,不能实现??系统¬数据共享,无法进行站用电源协调联动、状态检修等深层?次开发应用。

  ?二、交直流控制电源一体化

  随着数㏑字化变电站<、智能变电站的不断推广,对电源系统的可靠性、经济性、节能性等也提出㏕了更高的要?求。站用交直流一体化电源系统恰恰顺应了以上要求,结合了站﹢内各电源系统并进行了全面整合。¤

  1.交直流控制电源一体化的定义2

  交直流控制电源一体化的?定义是:把直流操作电源、电力用交流不间断电源(电力专用UPS和INV)、通信用直流变换电源(DC-DC)组合为?一体,共享直流操作电源的蓄电⊕池组和监控装置,实现集?中供电并∏统一监控的成套电源设备。一体化电?源设备是以直流操作电源为核心,直流操作电源与电力专用UPS、INV和通信DC-DC其中任一种及一种以上?电源所构成的组合体,均称为一体化电×源设备。对于变电站通过集中监?控装置实现对站用电进出线和母?线的全参数@监控,满足全站交直流控?制电源∴的一体化监控管理。

  2.三个统一特征+:

  1、统一集中供=电:一体化电源№设备通过系统优⊿化组合,实现集中组屏给全站电力控制系统供电,满足电力设备集成交钥匙工程需要。

  2、统一信息管理:一体化电源设备通过集中监控装置,提供完整的交直流监控管理方案,实现对变电站交∮直流控制电源?的全参?数监控?管理。

  3、统一设备维护:一体化电源设备通过整合维护工作界面,实现专家维护,大大降低设备运行的故障率和维护管理费用。

  三㎎、系统构×成原交直流一体化电源理

  1.£直流操作电源系统由交流配电单元、高频整流模块、蓄电∟池?组?、硅堆降压单元、绝缘监测装置、电池巡检装置、配电监测单元和集中监控模块等部分组成,系统构成原理接线如图2所示。

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  交流输入电源正常时?,通过交?流配电单元给各整流模块供电。整流模块将交流电变换为直流电,经保护电器?(熔断器或断路器)输出,一方面给蓄电池组充电,另一方面经直流馈电单元给直流负荷提供正常的工作电源。当交流输入电源故障停电时,?整流模块停止工作,由蓄电池组不间断给直流负荷供电。

  交流配电单元实现由站用电交流输出到整流器模块的电℃源∫分配和保护,对于单母线接线的交流站用电∷源,整流器的交流电源进﹢线按一路配置;对于两段单母线接?线的交流站用电源,整流器的交流≌电源进线按两路配置:≈两路交流电源分别取自交流站用电源的两段母线,采用自动转换开关设备(PC级ATSE)实现两路电源进线的∑备用切换控制。

  2.交流站用电源配置

  (1)两台自动转换开关设?备,两路交流站用电源进线,两♂段单母线接线。

  (2)操作运行方式:交流站用电源具备以下三种操作运行方式:

  a)手3动操作运行方式:就地通过控制开关人工控制ATS开关状态。

  b)自动操作运行方式:就地通过逻辑电路或¥控制器自动控制ATS开关状?态。

  c)遥控操作运行方式:?远方通≯过计算机通信控制ATS开关状态。站用电的遥控操作§包括”电源一供电“、”*电源二供电“、”分列供电“和”备自投供电?“共四种模式,其中”分列供电“只适用于两段单母线的接线方案?。

  d)?智能∩电力?参数测控

  ①母线电压、电流、频率,精度0.5%;

  ②有功功率、无功功率﹥、视在功率、功率因数,精度1%;

?

  ③有功电度、无功电度?,精度1%。‖

  ④其?采用IEC61850协议,实现对∈站用电的遥测、遥信和遥控。

  ⑤多种参数越限报警;

 ? ⑥高清晰LCD,显示形象直观;

?  ⑦ATS开关转换控制;

  

  3.高频整流模块

  高频整流模块采用N+1并联冗余方式供电,即在N个充电模块满足电池组的?充电电流(0.1C10)和经常性负荷电流的基础上,增加1个热备用充电模块。

  4.绝缘监测装置

  绝?缘监测装%置用于在线监测直流控制母线和馈电支路的绝缘状况?,当某一点出现接地故障时,装置立即发出*告警信号,提醒运行人员℅查找并排除接地故障,从而杜绝直流系统接地故?障可能引发?的电力事故。?

  5.电池巡检装置

  电池巡检装置用于实时在线监测电池组各?单节电池的电压和内阻,并通过一体化监控装置记录分析不同工况下各单节电池的电压和内阻,及时发现落后或异常电池,给?蓄电池=维护提≮供重要的参考依据,确?保蓄电池组安全运行。

  6.交流不间断电源

  ?电力专用交流不间断电源包括电力专?用UPS和INV两类,㏄其-中的电力专√用INV适用于”后备“运行模式,因此主要为变电站的 ?事㏒故照明等对电源的质量要求不高的负荷供电;而电力专用UPS适′用于∵”在线“运行模式,主要为变电站的计算机监控等对?电源质量要?求很高的重要负荷供电。

  7.DC-DC通??信电源

 ? DC-DC通信?电源采用?与高频开关整流器一样的控制技术和相同的模?块结构,系统工作℡为?N+1°并联冗余模式,并且采用硬件自主均流技术,为电站的交??换机等通信设备提供可靠的直流工作电源。″

  四、对一体化电源的设计选型

  1.直流操作电源是变电站的核心控制电源,其配置的蓄电池组作为一体化电源系统总的后备电源,在选择计算其容量时除统计直㎝流控制负荷外,还应∝统计电力专用UPS和INV及通※信用DC-DC的负荷容量,满足一体化电源系统的全部?事故放电容量要求。?

  2.由于通信用D?C-DC由$直流母线供电,因此DC-DC的直流容量应叠加到直流∷操作?电源系统的经常?负荷中,其充电装置的容量选择计算应满足一体化电源系统的全部经常负荷和£蓄电池充电要求。

  3.直流操作电源的监控装置可作为一体化∣电源系统的总监控单元,要求与电力专用U?PS、IN??V和DC-DC通过现场总线连接为一体,通?过完善总监控单元的?数据记录、分析、判断?和管理功能,实现对一体化电源系统的集中监控管理。

  五、交直流一体化电源优势特点

  1.二次设计、施工更加简洁

  一体化电源解决了﹤传统电源系统中类似交流屏需通过电缆向直流屏上的逆变提供电源等问题,?电源屏间连接由厂家负责,解决了站用电源二次设≒计复杂的问题,同时减少了现场施工单位的工?作量。

  2.∨有利于工程施工

  交直流一体化电源系统中各种元器件统一(生产、安装、调试、运输),大大缩短了供货时间,且不存在因为交?流、?直流交货期不同而延长电源系统施工工期的问题,缩短了变电站m的建≥设施工周期,减少了?电源系m统联调涉及诸多厂家问题。

  3%.经济性

  本站只在交流系统配/置电源·自动切换设备,而充电模块前的切换?设备则无需重复配置,降低了投资成本;检修维护人员也由传统的直流电源、交流电源、逆变电源、通信电源四组维护人员∞由一组人员来替代,减少了人力成本支出;减少了不同厂家⊥间的协调成本。

  六、综述

  智能交÷直流一体化电源系统㎞将交流电源、?直流电源、交流不间断电源和∽通信电源统一设﹣计组?合为一体,通过统一的智能网络平台,实现变电站交流、直流控制电源的集中供电和一体化监控管理,进而实现在线的状态检测。共享直流操作mol电源的蓄电池组,取消◎传统UPS和通信电源的蓄电池组和充电单元,减少维护工?作量。共享监控单元,实?现对交直流控制电源全参数透明化3管理。建立专家智能管理系统,降低设备造价,提高运行可靠性?。

  ?参考o文献

  [1]≠2011版《国>家电网?公司输变电?工程通用设计110~75?0kV智能变电站部?分》?

  [2]《电力用直流和交流一体化不间≦断电源设备》DL/T1074

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作者: mgnqyz

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