浅析变电站交直流一体化电源系统

浅析变电站交直流一体化电源系统 ) (300200 解 放 王美君 天津电力设计院 天津市 【摘 要 】 变电站站用交直流一体化电源系统是基于系统 由通信人员维护 , 人力 资源 不能 总 体调 配 , 通信 电 技术 ,针对变电站站用交流 、直流 、逆变 、通信电源整体 ,根据 源 、U PS等也没有纳入变电严格的巡检范围 ,可靠性 实际问题 、发展现状提供的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。建设成为智能型站用 得不到保障 。 电源交直流一体化系统的站用电源系统 ,实现一体化监控 。 交直流一体化系统整体模块化具有较实际的意义 。 通过综合分析以上问题不难发现 ,站用电源没 有信息共享平台 , 以致 影响 站用 电 源维 护 、系统 管 【关键字 】 变电站 ;交直流 ; U PS;一体化电源 理 、深层次开发 ;站用电源没有进行统一设计并进行 系统优化 ,上行下达信息不能数字传输 ,既在于没有 引言0 软件平台 ,也在于不是所有开关能智能监控 。 站用电源是变电站安全运行的基础 ,随着变电 2 变电站交直流一体化电源系统的设计方案及方 站综自化程度越来越高 ,相应提高站用电源整体的 案说明 设计 、运行 、管理水平具有特殊的意义 ,随着中国大 () 以 220 kV 变电站为例 力推进坚强智能电网的建设步伐 ,智能变电站已成 211 方案概述 变电站站用交直流一体化电源系统为新一代变电站的发展趋势 。基于 DL / T 860 的智 是使用系统 能变电站站用一体化电源系统应运而生 ,站用电源 技术 ,针对变电站站用交流 、直流 、逆变 、通信电源整 系统逐步向统一的数字化 、程序化 、智能化的方向发体 ,根据实际问题 、发展现状提供的解决方案 。建设 展 。成为智能型站用电源交直流一体化系统的站用电源 1 传统站用电源现状分析系统 。 传统变电站站用电源分为交流系统 、直流系统 、 21111 主要实现U PS、通信电源系统等 , 各子系统采用分散设计 , 独 )1 建立站用电源信息共 享 平台 。站用 电源 整 立组屏 ,设备由不同的供应商生产 、安装 、调试 ,供电 体网络智能化 :一体化. 将交流 、直流 、逆变 、通信电 系统也分配不同的专业人员进行管理 。这种模式存 源网络智能化 ,对外 1个通信接口 ; 在的主要问题 : ) 2 设计优化 。取消通信蓄电池组及充电装置 ,)1 站用电源自动化程度 不高 。由不 同 供应 商 使用 DC /DC变 换 器直 接挂 于直 流 母线 代替 ; 取 消 提供的各子系统通信规约一般不兼容 ,难以实现网 U PS蓄电池 ,使用逆变器直接挂于直流母线代替 ,对 络化管理 ,系统缺乏综合的分析平台 ,制约了管理的 重要负荷如事故照明等采用逆变电源供电 ; 统一进 提升 。 行波形处理 ;统一进行防雷配置 ;统一进行二次配电 ) 2 经济性较差 。直流系统配置一套蓄电池组 , 管理 ;站用电源设备智能管理 ,实现状态检修 。 U PS不间断电源系统各自分别配置独立的蓄电池 , 21112 整体参数设计如下浪费严重 ;交流系统配置电源自动切换设备 ,充电模 )1 蓄电池组 2组 , 500A h /组 ;块前又重复配置 ,既浪费又使设备之间难于协调运 )2 直流充电装置 3 套 ,每套容量 120A;行 。站用电源资源不能综合考虑 ,使一次投资显著 ) 3 DC /DC48V 变换装置 2套 ,每套容量 120A;增加 。 ) 4 U PS电源 2套 ,每套 10 kVA;)3 安装 、服务协调较难 。各个供应商由于利益 )( 5所用交流电源 1 套 , 2 ,3路进线 ,双母线分 的差异使安装 、服务协调困难 ,远不如站用交直流电 ) 列运行 ,每段水平母线电流为 1250A ; 源一体化的“交钥匙工程 ”模式顺畅 。 ) )6 设置一体化电源系统总监控 1套 ;4 运行维护不方便 。站用 电源 分配 不 同专 业 人员进行管理 :交流系统与直流系统由变电人员进 )7 馈出断路器最好采用模块化结构 ;行运行维护 , U PS由自动化人员进行维护 ,通信电源 天津电力技术 12 2011 年第 1期 212 整合电源系统方案设计 U PS电源系统由 5只 2 kVA 的 U PS电源模 每套 块并联运行 ,合计容量为 10 kVA ,模块均为热插拔结 21211 所用交流电源方案 “所用交流电源 ”部分设计为“二路交流进线 、 构 ,其中任一只 U PS电源模块故障时可退出系统 , 双母线分列运行 、水平母线额定容量为 1250A ”的全 进行维修或更换 。 )2 监控配置自动型所用交流电源 ,实现远程和本地控制操作 ,实 现本地和远程显示或读取进线和馈出断路器的运行 每套 U PS电源配置一套智能型监控管理机 ,对 数据和工作状态 ,执行 DL / T 860通讯标准 。详见附 U PS电源系统中的模块 、交直流 、旁路进线 、馈出断 图 1《所用交流电源系统原理图 》 路器等进行管理及控制 ,并可实现本地及远程开关 21212 U PS电源方案机及分合闸操作 ,同时还实时采集 U PS电源系统的 “U PS电源 ”部分设计为多模块并联运行 N + 1 运行参数和工作状 态 , 进行 本地 显 示和 上送 , 执 行 冗余备份方式 。单只 U PS模块容量为 2 kVA ,每组 5 IEC61850 通讯标准 。 21313 直流电源 、DC48V 电源方案设计说明只模块 ,容量为 10 kVA ,共二组 ,每组蓄电池接一组 )该 U PS模块 ,与其他部件一起构成一套完整的 U PS 1 直流电源中的 3 台充电装置以及 DC48V 电 源中的 电源系统 ,实现远程和本地控制操作 ,实现本地和远 DC /DC 变 换器 装置 , 实 现本 地 和远 程的 启 程显示或读取 U PS和馈出断路器的运行数据和工 动停止操作 ,实现本地和远程的功能转换及参数设 作状态 ,执行 DL / T 860通讯标准 。详见附图 2《U PS 定与调整操作 ; )电源系统原理图 》 2 直流电源 、DC48V 电源馈出主回路中所有馈 21213 直流电源 、DC48V 电源方案线断路器实现本地和远程操作 ; )() ( 3 所有馈出开关 含分电屏 实时显示工作状 “直流电源 ”部分设计为 3 台容量为 120A 20A )×6 高频整流模块型充电装置 ,把“DC48V 电源 ”设 态 ; ) ( ) 计为 2台容量为 120A 30A ×4 高频 DC /DC 变换 4 所有馈出开关采用模块化设计 ; )器模块型 DC48V 电源装置 。直流电源以分电屏方 5 蓄电池的电池检测系统除对本地显 示单 只 式馈出 。配置 3 套监控管理机和一套整合电源系统 电池运行参数及温度的检测外 ,执行 IEC - 61850规 总监控管理机 。详见附图 3《直流电源 、DC48V 电源 约与后台管理机通讯 ; ) 6 DC48V 电源因某一回路短路故障 ,而造成模 系统原理图 》 213 整合电源系统方案设计说明块保护停止输出的问题可能存在 。理论上通过电流 补偿可以获得足够大的短路电流 ,当单一回路发生 21311 所用交流电源方案设计说明 )1 运行方式 :正常运行时两路交流电源分列运 短路故障时 , 此回路可以故障跳闸 , DC48V 电源输 行 ,各带一段母线 ; 两段母线间设联络开关 ,当某路 出不降低 ,不影响其他回路 。 3 一体化监控进线电源故障时 ,故障电源开关自动断开 ,母联开关 自动投入 ,由一路电源带两段母线工作 ;当电源故障 将站内的低压交流电源 、直流电源 、48V 通信电 () () 源 DC /DC变换器 、U PS电源 逆变器 ,通过总监 排除后 ,母联开关自动断开 ,排除故障后的电源自动 () 投入 ;当然 ,上述运行方式也可手动就地实现 。 控 、子监控 两 级 监 控 将 它 们 连 接 指 的 是 通 信 起 ) 来 ,如图 4所示 。 2 两路电源进线开关及母联开关之间 设置 电 器及机械闭锁 。311 站用电源综合监控机 设置一个通信管理机将 )3 进线及母联开关可配置抽屉式断路器 ,馈出 各个子系统所采集的信 断路器可配置塑壳断路器 。断路器配备控制单元 ; 息收集起来 ,并将相关信息重新整合再通过以太网 将信息发布出去 ,同时将遥调 、遥控命令下达给下面 通信模块等 ,通过通信网络实现断路器的状态指示 ()() 分 ,合 ,跳 及远程操作 分闸 ,合闸 ,跳闸复位 。 的各个子系统 。对上层通过网口与变电站控制层以 )4 进线电源配备网络型多功能电力仪 表对 配 太网相连 ,传输 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 执行 DL / T 860标准 。 电系统进行实时监测 ,可测量传送 U、I、P、Q、S、PF、 312 直流装置监控机 )1负责对充电机 、DC /DC变换器 、电池组 、馈出 H z等各种常用电力参数 。 21312 U PS电源方案设计说明单元的管理和监控 。例如控制充电机的运行模式 、 )开关的分合 、调节 DC /DC变换器的输出电压等等 。 1 运行方式 天津电力技术 2011 年第 1期 13 图 4 41112 供货周期长 )2 采集相关的模拟量 、开关 量 、直流 接 地故 障 各种型号模块可提前标准化生产 ,理论上为现 信息等 。例如母线电压 、电池组电流 、馈出开关状态 货 ,供货时间大大缩短 。等等 。 412 使用 DL / T 860标准意义 解决了与数字综合 313 U PS监控机 自动化系统接口问题 ,变电 负责管理监控 U PS电源 , 采集相关的电压 、电 站整体使用 DL / T 860标准 ,互换性 、互操作性 、即插 流 、工作状态等信息 ,保证 U PS电源正常工作 。 即用性等优势更加突出 。 314 交流电源监控机 413 统一信息平台意义管理站内低压交流电源 ,采集多路交流电源的 解决了信息共享问题 ,方便维护管理 ,事故隐患 电压 、负荷电流 、馈出开关状态及交流互投装置的工 发现 ;具备深层次开发平台 。 作状态 。 414 站用电源统一设计优化意义315 信息采集 /控制模块 该模块是由各种完成不 解决了 U PS蓄电池 、通信蓄电池维护不精细问 同功能的模块组成 ,用 题 ,将“U PS蓄电池 +操作蓄电池组 ”合并一体进行 ( 来采集系统内的交流 、直流 包括 DC /DC 变 换器 、 配置 ,减少了蓄电池组配置组数 ,相关蓄电池室可取 )U PS电源 、电池组 的电压 、电流 ; 监视各种开关 、熔 消 ,简化基建设计 , 同时解决了 U PS电池和通信蓄 断器等的工作状态 ; 对开关的远程遥控操作的执行 电池的日常维护和管理问题 。 等 。 415 统一管理意义 解决了站用电源分成几个 4 交直流一体化系统能够解决哪些问题 专业管理问题 ,利于 411 整体模块化意义 维护 、事故分析 ,降低设备维护运行成本 。41111 设计趋向标准化 整个站用 电源 设计 只需 如 5 结语下部 分设 计 图纸 组 变电站站用电源交直流一体化系统立足用系统 成 :正面平面布置图 、背面平面布置图 、一次原理接 技术研究站用电源 ,是对现有变电站站用电源设计 线图 、智能电源联系图 、通信联络图 、蓄电池监测原 和管理新模式的发展 ,它符合结构合理 ,技术先进 ,理接线图 、蓄电池监测采集接线原理接线图等 ,使站 运维方便的技术发展路线 。近几年 ,随着数字化变 用电源设计趋向标准化 。 电站相继建设投产及全国智能变电站试点项目的建 天津电力技术 14 2011 年第 1期 设 ,一体化电源系统正在逐步替代传统变电站站用 ,具有良好的经济效益和社会效益的优 行安全可靠 电源建设及管理的模式 ,其技术先进 ,维护方便 ,运点 ,得到了广泛的认同 。 参考文献[ 4 ] Q / GDW 383 - 2009《智能变电站技术导则 》 [ 1 ] Q / GDW 393 - 2009《110 kV ,220 kV 智能变电 高翔 。数字化变电站应用技术 。中国电力出 [ 5 ] 版社 , 2007 电力用直流和交流一体化不间断站设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》 作者简介 : [ 2 ] 电源设备 。 中华人民共和国电力行业标准 。 解放 , 1982年生 ,男 ,汉族 。籍贯天津 ,助理工程师 。 2008 王美君 , 1983年生 ,女 ,汉族 ,籍贯天津 ,助理工程师 。 [ 3 ] 基于 DL / T860的变电站低压电源设备通信接 口 ,中华人民共和国电力行业标准 。