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電力智能變電站電源一體化改造方案

目前變電站一般配置三套各自獨(dú)立的操作電源系統(tǒng)，即直流操作電源(DC)、通信電源、交流不間斷電源(UPS)，每套電源系統(tǒng)單獨(dú)配置蓄電池組和監(jiān)控管理系統(tǒng)。為控制、信號(hào)、保護(hù)、自動(dòng)裝置以及某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)等供電的直流電源系統(tǒng)，通常稱為直流操作電源。為微機(jī)、載波、消防等設(shè)備供電的交流電源系統(tǒng)，通常稱為交流操作電源；為交換機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)等通信設(shè)備供電的直流電源系統(tǒng)，則稱為通信電源。??

1 前言

目前變電站一般配置三套各自獨(dú)立的電源系統(tǒng)，即直流電源(DC)、通信電源、交流不間斷電源(UPS)，每套電源系統(tǒng)單獨(dú)配置蓄電池組和監(jiān)控管理系統(tǒng)。為控制、信號(hào)、保護(hù)、自動(dòng)裝置以及某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)等供電的直流電源系統(tǒng)，通常稱為直流電源。為微機(jī)、載波、消防等設(shè)備供電的交流電源系統(tǒng)，通常稱為交流電源；為交換機(jī)、遠(yuǎn)動(dòng)等通信設(shè)備供電的直流電源系統(tǒng)，則稱為通信電源。

電網(wǎng)公司2009年頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》中對(duì)站用電原系統(tǒng)作了明確規(guī)定：全站直流、交流、逆變、UPS、通信等電源一體化設(shè)計(jì)、一體化配置、一體化監(jiān)控，其運(yùn)行工況和信息數(shù)據(jù)能通過一體化監(jiān)控單元展示并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)，以標(biāo)準(zhǔn)格式接入當(dāng)?shù)刈詣?dòng)化系統(tǒng)，并上傳到遠(yuǎn)方控制。

2 電源現(xiàn)狀

2.1通信電源系統(tǒng)

通信電源為電力通信各種設(shè)備提供動(dòng)力源泉，是電力通信系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。通信專用直流電源為-48V電源系統(tǒng)，一般由交流配電單元、整流模塊、監(jiān)控模塊、直流配電單元、蓄電池等組成。其中整流模塊是主要部分，用于完成AC/DC轉(zhuǎn)換；蓄電池是直流供電系統(tǒng)的重要組成部分。在市電正常時(shí)，由整流器為設(shè)備供電，而蓄電池與整流器并聯(lián)運(yùn)行工作；當(dāng)市電異常，則由蓄電池進(jìn)行供電。形成通信直流不間斷電源系統(tǒng)。

2.2 直流電源系統(tǒng)

變電站用直流電源系統(tǒng)為整座變電站輸送電能，為站內(nèi)的各種控制、保護(hù)、儲(chǔ)能和測(cè)量設(shè)備提供工作能源，一般由整流模塊、監(jiān)控模塊、監(jiān)控模塊、直流配電單元、蓄電池組等組成。

2.3 存在的問題

無(wú)法綜合優(yōu)化資源，各自獨(dú)立的電源系統(tǒng)重復(fù)配置蓄電池組，使一次投資增加。

分散布置的設(shè)備增加了日常運(yùn)行維護(hù)工作。

各電源系統(tǒng)的由于不同的供應(yīng)商使安裝、服務(wù)等協(xié)調(diào)困難。

供電公司各電源系統(tǒng)班組無(wú)法統(tǒng)一管理。

3 改造方案

智能一體化電源系統(tǒng)應(yīng)能夠?yàn)槿窘恢绷髟O(shè)備提供可靠的工作電源，包括：380V/220V交流電源、DC220V或DC110V直流電源和DC48V通信用直流電源及電力用逆變電源。直流電源、電力用交流(UPS)和電力用逆變電源(INV)、通信用直流變換電源(DC／DC)等裝置組合為一體，共享直流電源的蓄電池組，并進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控。

可通過變電站內(nèi)裝有直流電源系統(tǒng)，利用DC/DC變換電源，將直流110V和220V變換成直流48V，給通信設(shè)備供電。

供計(jì)算機(jī)，服務(wù)器供電。

可通過我公司的集中監(jiān)控模塊，將不同公司，不同型號(hào)的逆變電源，直流變換電源和通信電源接入監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控。

根據(jù)《火力發(fā)電廠安全性評(píng)價(jià)查評(píng)依據(jù)》及《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》直接影響電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的同一條線路的兩套繼電保護(hù)和同一系統(tǒng)的兩套自動(dòng)裝置應(yīng)配置兩套獨(dú)立的通信設(shè)備并分別由兩套獨(dú)立的通信電源供電互為備用，以保證通信設(shè)備正常運(yùn)行。所以根據(jù)電力規(guī)程，如果變電站同時(shí)有通信電源系統(tǒng)，可將通信電源的輸出和變換電源的輸出做為互備電源，利用雙路直流切換電源的輸出直流48V，給通信設(shè)備供電，保證通信設(shè)備的電源不間斷。

如下圖如示：

全站交流、直流、UPS、通信等電源一體化設(shè)計(jì)、一體化配置、一體化監(jiān)控，通過統(tǒng)一的智能網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)變電站電源的集中供電和統(tǒng)一的監(jiān)控管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在線的狀態(tài)檢查。其運(yùn)行工況和信息數(shù)據(jù)能通過一體化監(jiān)控單元展示并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)模型數(shù)據(jù)，并上傳到遠(yuǎn)方控制室。一體化電源系統(tǒng)共享直流電源的蓄電池組，取消傳統(tǒng)UPS和通信電源的蓄電池組和充電單元，減少維護(hù)工作量。建立專家智能管理系統(tǒng)，減少人工干預(yù)，提高運(yùn)行可靠性。各子系統(tǒng)即能通過本系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)單元獨(dú)立運(yùn)行監(jiān)測(cè)，又能通過共享一體化監(jiān)控單元實(shí)現(xiàn)對(duì)一體化電源系統(tǒng)全參數(shù)透明化管理。

4 HDD智能型直流電源變換系統(tǒng)

變電站用直流系統(tǒng)為110V或220V系統(tǒng)，而通信用直流電源為-48V，兩者需要通過DC/DC的變換系統(tǒng)。

為了提高變換電源的可靠性，此電源采用N+1配置，保證運(yùn)行的可靠性，同時(shí)具有獨(dú)立的監(jiān)控功能和配電功能。變換電源系統(tǒng)的輸入輸出相互隔離，輸出端正極直接接地，以滿足通信電源正極極地的要求。同時(shí)具有較寬的輸入范圍，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，輸出變化小，以避免事故負(fù)荷和沖擊負(fù)荷對(duì)通信設(shè)備供電的影響。

系統(tǒng)特點(diǎn)

●采用標(biāo)準(zhǔn)的１９英寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，具有很好的通用性，高度分別為２Ｕ前面板設(shè)計(jì)

●輸入電壓范圍大，直流220V±30%或直流110V±30%

●輸出電壓直流48V 10A到600A

●模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有無(wú)損傷熱插拔功能，即插即用，方便維護(hù)

●輸入功率因數(shù)高達(dá)０．９９，輸入電流諧波小于５％

●可通過ＲＳ２３２口或ＲＳ４２２口與用戶上位機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)，告警量上報(bào)和遠(yuǎn)程控等功能

●過壓，過流，短路等功能齊全，具有防雷保護(hù)能力

5 HCB智能通信逆變電源

HCB智能通信正弦波逆變電源符合YD/T777-2006《通信用逆變?cè)O(shè)備》的標(biāo)準(zhǔn)，專為發(fā)電廠、變電站使用，具有零延時(shí)轉(zhuǎn)換功能，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)通信、監(jiān)控、繼電保護(hù)、電廠、變電站、配電機(jī)房、電力控制等場(chǎng)合。

特點(diǎn):

1）符合電力供電體制標(biāo)準(zhǔn)

逆變器的直流供電直接采用電力系統(tǒng)的110VDC/220VDC/48VDC的直流電源逆變?yōu)?20Vac正弦波交流輸出。交直流相互隔離，直流端有干擾抑制處理，因而不會(huì)產(chǎn)生直流端的附加干擾。，可采用N+1配置，提高逆變電源的可靠性，保證運(yùn)行的穩(wěn)定。

2）采用智能化CPU控制技術(shù)

以快速響應(yīng)外部環(huán)境的變化，并保證整機(jī)的控制線路更為簡(jiǎn)潔、可靠。

3）豐富的LCD液晶顯示面板

輕觸面板按鍵即可將逆變器的輸入電壓、輸出電壓、負(fù)載情況、直流輸入電壓等參數(shù)清晰顯示在面板上，讓用戶隨時(shí)了解逆變器的工作情況

4）具有市電旁路功能

具有市電旁路備份功能，使逆變器在輸出發(fā)生過載、直流供電電壓過低等情況下，輸出由備份市電直接供給，保證對(duì)負(fù)載設(shè)備不間斷供電

5）可選配電源監(jiān)控軟件

配備標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口，選配智能監(jiān)控軟件可實(shí)現(xiàn)逆變器與計(jì)算機(jī)的直接通信，也可選配SNMP適配器，實(shí)現(xiàn)逆變器的遠(yuǎn)程通信和網(wǎng)絡(luò)管理，適用性廣。還具有故障告警信號(hào)可以自動(dòng)發(fā)送到手機(jī)上

6）具有完善的保護(hù)措施

設(shè)計(jì)輸出過壓、過載、電子限流和短路保護(hù)功能，可避免由于人為失誤等帶來(lái)的故障

7）具有智能管理功能

通過RS232接口配合逆變電源智能監(jiān)控軟件可與電腦進(jìn)行通訊，逆變電源的各種參數(shù)一目了然的顯示在通訊界面上

6 HZH雙路直流電源切換裝置

HZH直流電源切換裝置采用耐高溫材料,設(shè)備整體通風(fēng)散熱性好,3U高度,符合19英寸機(jī)柜規(guī)格.適合安裝在19英寸機(jī)柜中。當(dāng)一路電壓低于另一路時(shí)(或者斷電時(shí)),通過控制電路對(duì)兩路電壓取樣分析,此時(shí)控制電路自動(dòng)斷開較低電壓一路的輸出,讓電壓較高的一路給設(shè)備供電, 反之亦然。通過HZH直流切換裝置可以使設(shè)備有源源不斷的穩(wěn)定電壓電源供電,實(shí)現(xiàn)了零切換。內(nèi)部元器件采用N+1的備份方式，增加的設(shè)備的可靠性。

7 結(jié)束語(yǔ)

智能一體化電源系統(tǒng)可減少重復(fù)配置，減少一次性投資成本，具有統(tǒng)一的監(jiān)控管理平臺(tái)，保證電源系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。此改造方案已在江西宜春電力公司、國(guó)華滄東發(fā)電有限責(zé)任公司、大唐張家口發(fā)電有限責(zé)任公司、國(guó)信揚(yáng)州發(fā)電有限責(zé)任公司成功實(shí)施并運(yùn)行良好?？蔀殡娏νㄐ旁O(shè)備的提供不間斷電源。電力電源系統(tǒng)正向模塊化，智能化和集成化發(fā)展。

電力一體化電源

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