1、變電站一體化電源息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng) 關(guān)鍵詞變電站;電力;站用直流系統(tǒng);通信電源;一體化 信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 作者簡介李昭樺,廣東省電力設(shè)計(jì)研究院工程師,研究方向:電力系統(tǒng)通信設(shè)計(jì),廣東廣州, 510663 中圖分類號 TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號 1007-7723(2010)05-0139-0003 一、引言 變電站內(nèi)的站用直流系統(tǒng)和通信電源系統(tǒng)均配置有蓄電池組,其維護(hù)分別由電氣和通信兩個(gè)專業(yè)負(fù)責(zé)。變電站一體化電源典型方案是取消通信電源的蓄電池組,將站內(nèi)直流電源系統(tǒng)、通信用直流變換電源(DC/DC)組合為一體,共享使用站用直流系統(tǒng)的蓄電池組,并統(tǒng)一集中監(jiān)控的成套設(shè)備。該組合方式

2、是以直流操作電源為核心,通信用直流變換電源DC/DC由直流輸入變換為直流輸出的電源裝置,輸出特性滿足通信電源的要求。它與直流操作電源的充電裝置和蓄電池組相配合,為電站的通信設(shè)備提供電源,可以減少蓄電池組的重復(fù)配置,提高電力通信的運(yùn)維效率,節(jié)約人力維護(hù)成本。 二、站用直流系統(tǒng)和通信電源 變電站直流系統(tǒng)由交流輸入、充電裝置、饋電屏、蓄電池組、監(jiān)控單元(含饋線狀態(tài)監(jiān)測單元)、電壓監(jiān)測、絕緣監(jiān)察(含接地選線)、硅降壓回路、蓄電池管理單元、直流饋線網(wǎng)絡(luò)等組成。站用直流系統(tǒng)作為變電站控制負(fù)荷和部分重要直流動(dòng)力負(fù)荷的電源,主要任務(wù)就是給繼電保護(hù)、開關(guān)合分及控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、自動(dòng)裝置等提供可靠的直流電源,它

3、在變電站中是一個(gè)獨(dú)立的電源,不受交流的影響,在全廠或全所失電的情況下,仍能保證控制信號、保護(hù)、自動(dòng)裝置等電源及事故處理工作。站用直流系統(tǒng)采用不接地方式,典型的直流系統(tǒng)原理圖如圖1所示。 通信設(shè)備的直流供電系統(tǒng)由交流配電屏(可選)、高頻開關(guān)電源、蓄電池、直流配電屏等部分組成,通信電源的連接如圖2所示。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)三、一體化電源的關(guān)鍵問題和解決措施 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng) 站用直流系統(tǒng)為不接地系統(tǒng),通信電源為接地系統(tǒng)。一體化電源如何接地,這是技術(shù)上需要解決的問題。站用直流系統(tǒng)和通信電源的蓄電池組后備時(shí)間的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)不同,一體化電源的蓄電池組后備時(shí)間遵循哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn),需要從管理和規(guī)章來分析。本

4、文就這兩個(gè)關(guān)鍵問題展開分析,提出解決的建議方案。 信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) (一)接地問題的解決 信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng) 當(dāng)前全國變電站直流系統(tǒng)具有統(tǒng)一的規(guī)范(DL-T5044-2004)電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程1指導(dǎo),直流電源系統(tǒng)采用不接地方式。站用直流系統(tǒng)為不接地系統(tǒng),直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地,不會(huì)產(chǎn)生短路電流,亦可繼續(xù)運(yùn)行;但是必須及時(shí)查找接地點(diǎn)并盡快消除接地故障,否則當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地時(shí),就有可能引起信號裝置、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、斷路器的誤動(dòng)作或拒絕動(dòng)作,有可能造成直流電源短路,引起熔斷器熔斷,或快分電源開關(guān)斷開,使設(shè)備失去操作電源,引發(fā)電力系統(tǒng)嚴(yán)重故障乃至事故。因此,不允許直流系統(tǒng)在

5、一點(diǎn)接地情況下長時(shí)間運(yùn)行,必須加強(qiáng)在線監(jiān)測,迅速查找并排除接地故障,杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的電力系統(tǒng)故障。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng) 變電站的通信電源采用聯(lián)合接地和等電位接地系統(tǒng),它的功能如下: (1)減少通信設(shè)備單元與接地系統(tǒng)的電位,以保證安全。 (2)防止電氣設(shè)備事故時(shí)故障電路發(fā)生危險(xiǎn)的接觸電位并使故障電路開路。當(dāng)市電線路偶與通信設(shè)備或電纜相接觸時(shí),使市電線路立即斷電,減小危險(xiǎn)并減少損壞。 (3)保證系統(tǒng)電磁兼容的需要,保證通信系統(tǒng)功能不受干擾。 (4)為使用大地作回流體的信號發(fā)送系統(tǒng)提供低阻接地回路。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng) (5)提高防雷及過電壓保護(hù)的功能,減低市電線路和通信電纜上的雷

6、電和其他沖擊源所引起的損壞,以及提供通道將電纜屏蔽層上進(jìn)入通信局(站)的沖擊電流轉(zhuǎn)移入地。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)(6)將蓄電池的一個(gè)正極接地,有利于防止用戶電纜金屬外皮絕緣不良時(shí)引起的串話,減少用戶電纜金屬芯線的電腐蝕。 為實(shí)現(xiàn)接地系統(tǒng)與不接地系統(tǒng)的隔離,確保相互之間的故障隔離,根據(jù)變壓器原理,在DC/DC模塊上采用反向變壓器,相互隔離各自的接地系統(tǒng)。一體化電源接地系統(tǒng)原理如圖3所示。 若DC/DC模塊被擊穿,導(dǎo)致站用直流系統(tǒng)接地,由于直流系統(tǒng)大都配置接地監(jiān)測系統(tǒng),它將檢測出接地,維護(hù)人員可在短時(shí)間內(nèi)解除問題。此類故障接地系統(tǒng)理論上不會(huì)影響站用直流電的可靠性。 (二)蓄電池后備時(shí)間的解決 站

7、用直流系統(tǒng)的每組蓄電池容量選取按全站事故放電不小于2小時(shí)計(jì)算;當(dāng)兩組蓄電池正常均分站內(nèi)全部負(fù)荷時(shí),事故放電時(shí)間不小于4小時(shí)。 信息來自:輸配電設(shè)備網(wǎng)在通信電源方面,各規(guī)范、規(guī)定或文件中規(guī)定相關(guān)對通信電源的后備時(shí)間不一致,有4小時(shí)、8小時(shí)、12小時(shí)等各種規(guī)定 根據(jù)廣東電網(wǎng)公司的變電站統(tǒng)計(jì)和典型設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),500kV站通信電源按照72A計(jì)算,最大負(fù)荷為72A×50V=3600W,變電二次設(shè)備經(jīng)常性負(fù)荷按照9520W計(jì)算,長期事故負(fù)荷20265W;220kV變電站負(fù)荷約為39A,負(fù)載功率約為39A×50V=1950W。變電二次設(shè)備經(jīng)常性負(fù)荷按照5025W計(jì)算,長期事故負(fù)荷12025

8、W;典型110kV變電站通信設(shè)備功率約為700W,變電二次設(shè)備經(jīng)常性負(fù)荷按照2665W計(jì)算,長期事故負(fù)荷6665W。本文對500kV站、220kV站、110kV站點(diǎn)分別按照蓄電池組后備時(shí)間為12小時(shí)、4小時(shí),計(jì)算電源一體化實(shí)施后,站用直流系統(tǒng)將會(huì)有所配置變化 可見,不同的后備時(shí)間對一體化電源影響重大,按照4小時(shí)后備時(shí)間的方案,將通信負(fù)載加入站用直流系統(tǒng)的經(jīng)常性負(fù)載中,則一體化電源的配置跟現(xiàn)有站用直流系統(tǒng)的配置變化不大,實(shí)際操作具有較高可行性;如果將站用直流系統(tǒng)按照12小時(shí)后備時(shí)間設(shè)計(jì)方案,其500kV站點(diǎn)的蓄電池容量增加了100%以上,將對機(jī)房的承重和空間帶來一定的考驗(yàn),其經(jīng)濟(jì)性也是一大問題,站用直流系統(tǒng)并不需要長達(dá)12小時(shí)的后備時(shí)間。因此,管理部門制定統(tǒng)一、合理的標(biāo)準(zhǔn),將是一體化電源實(shí)