变电站一体化电源的应用

变电站一体化电源的应用

郭玮

国网山西省电力公司晋中供电公司 山西 晋中 030600

摘要：变电站一体化电源系统是将站用交流电源、直流电源、电力用交流不间断电源（UPS）和电力用逆变电源（INV）、通信用直流变换电源（DC/DC）等装置进行组合，共用蓄电池组，并统一监控的成套设备。该设备通过监控装置管理变电站交流系统、直流系统、不间断电源、通信电源、逆变电源等站内电源系统，同时与计算机监控系统实现通信，并将实时数据上传至调度端，实现变电站交直流电源系统的“三遥”功能。随着我国用电需求量的不断增大，传统变电站的电力系统已经无法满足我国现代化经济发展的基本需求。因此，对变电站一体化电源的应用进行了深入分析。

关键词：变电站；一体化电源；应用

1 一体化电源的特点

1.1电源一体化特点明显

在设计变电站一体化电源过程中，其中最为明显的特点就在于电源一体化方面。所谓的一体化不仅仅是外观方面，更在于内部系统也实现了高度的一体化，这就能使系统的组屏个数有所降低,无论是外观还是系统的性能都有很大提升。除此之外，实现电源的一体化还能有效降低电源系统的管理维护工作量和实际成本。对于电源生产方面来说，一体化电源能够批量生产不同的部件，有利于缩短电源系统的实际生产周期。

1.2自动化和智能化程度较高

在设计变电站一体化电源过程中会集成众多电子设备，将众多的子系统通过网络系统来进行整合，从而有效的管理各个部分的子系统，有利于整个变电站一体化电源的管理和维护工作效率和质量的提升。除此之外，高度的网络化以及智能化能够很大程度上提高电源系统的管理效果和能力，通过相应的传感器来检测相关参数，如果电源系统运行过程中出现故障和问题可以及时的发现并处理，从而降低电源系统发生故障的几率，为变电站安全运行提供保障。

1.3一体化电源可靠性较高

相比于传统的分布式组装电源系统，一体化电源能够实现模块化的设计，因此避免了二次接线的麻烦，减少工足量，同时对于系统的绝缘性来说也有很好的提升。同时这种模块化设计能够方面后期的电源系统维护，如果有故障发生，可以直接将故障模块加以更换，从而快速恢复电源系统，并且在一体化电源系统中，蓄电池以及开关之间的安全防护较为全面，对于预防变电站设备故障具有至关重要的作用，同时也为变电站的安全可靠性提供保障。

1.4有效减少蓄电池组类型配置

在变电站中应用一体化电源能够有效的整合UPS蓄电池组、通信蓄电池组以及操作蓄电池组，解决了传统电源系统中蓄电池组纷乱错杂的局面，将蓄电池组的类型配置进行充分的简化。

1.5运行网络化

在智能设备中，网络系统作为媒介，将各个子系统加以连接，并且将其同时接入一体化的监控系统中，从而进行实时以及全面的监控，通过网络来加以管理和控制，智能设备运行变得更加有序。

1.6减少成本投入

变电站一体化电源是设备得以简化的结果，因此在实际的应用和建设过程汇总会节约大量的设备、材料以及相关资源，同时不用再费人力物力来进行施工协调。另外，除了上述所提到的众多优势外，一体化电源系统维护更加简便，因此维护成本也大大降低。

2 一体化电源应用中存在的问题及解决措施
       2.1电源系统后备电力时间的解决
       根据站用直流电源系统的电源动力为全站因事故供电不低于2h来计算，两组电源动力正常为全站因事故供电应不低于4h。
       通信电源系统方面，各种规章、规范、规定和文件中对通信电源系统的电源动力的后备时间都不一致。某电网公司的变电站统计数据显示，规定有4h、8h、12h等，500kV变电站的通信电源按照62A来计算，负荷值约为40A，因此负载功率为40A×50V=2000W。因此，变电站的二次设备负荷为5755W，长期事故负荷12050W；110kV变电站通信设备功率为800W，变电二次设备经常负荷按照2750W计算，长期事故负荷6670W。在此，对500kV变电站、220kV变电站、110kV变电站分别以电源动力后备时间为8h、12h计算，计算一体化电源应用时，站内直流电源系统的配置将发生变化。
       可见，后备时间不同，一体化电源系统受到的影响程度也不同。如果按照8h的后备时间方案来看，在站用直流系统的经常性负载中加入通信负载，则传统站用电源系统与一体化电源的配置直流电源系统没有多大不同，且有着较高的实际可操作性。如果把直流系统按照12h来设定后备时间设计方案，500kV的站点电源动力就会在100%以上，直接影响机房的安置空间和最大承受重量，经济性和实用性都较低，且站用直流系统根本不能满足12h的后备电源时间。所以，管理部门要制定统一的合理合法的标准和制度，促进一体化电源在现实生活中的广泛应用及推广。
       2.2接地问题解决措施
       2.2.1通信电源系统接地
       （1）变电站通信电源系统的主要接地方式是结合等电位接地系统和联合接地系统降低接地系统和通信设备的电位，以提高安全系数。

       （2）电源通信设备发生事故时，要及时断开电路连接，预防发生安全事故。当城市电路与电缆或者是通信设备发生接触时，要立即断开市电路的电源，减少相应的损失和危险。
       （3）保证通信系统的功能不受其他因素干扰，满足系统电磁相互兼容需求。
       （4）接地能让大地作为电路回流体，给通信系统提供低电阻的接地回流电路。
       （5）提高对雷电的防护功能和电路电压的保护功能，降低市电线路和通信电缆被雷电和其他高电压冲击源带来的损坏，提供被电缆屏蔽的高电压冲击电流的接地回路，将其转移至大地。
       （6）电源正极接地，大大降低了用户电缆受到的电腐蚀，提高了电缆金属外皮的绝缘功能。
       2.2.2站用直流系统接地
       我国目前的变电站直流系统是根据《电力工程直流系统设计技术规程》建造的。直流电源系统不接地，在偶尔接地的情况下可以正常使用，并不会造成电路产生回流短路现象，但是仍然需要立即找出接地点。如果两点都接地，会有极大的可能引起信号装置、继电保护及自动断路器出现错误动作或者拒绝动作，从而引起直流系统的电路短路，导致电力系统发生故障或者是发生安全事故。所以，在另一点接地前，要及时解决接地故障。在日常变电站运行中，必须加强对直流系统的监控，一旦发现有接地问题，就要及时排除故障，避免因为直流系统接地问题而导致电力系统出现故障。
       2.2.3接地系统的解决措施
       为了有效解决两个系统的接地问题，保证两个系统之间的相互安全，可以根据变压器的工作原理，适当加入反向变压器，有效将两个接地系统隔离。当DC/DC被击穿时，会导致站用直流系统接地，但大部分直流电源系统都配备了接地检测系统，在直流电源系统接地瞬间就能检测出来，并能在最短时间内发现给予解决。因此，接地故障现象在理论上并不能影响直流系统的安全可靠性。

3 结语

在变电站中进一步应用一体化电源同能够对变电站运行的可靠性和安全性提供充分有效的保障。由于一体化电源具有高度智能化以及网络化的特点，在后期对电源系统进行管理和维护过程中能够有效的降低工作量和成本，降低系统的维护周期，对于实现变电站高质量和高效运行具有至关重要的意义和作用。并且，一体化电源在变电站中的应用前景非常可观，有着较大的发展空间，因此要结合实际的情况以及需求来进行改进，从而为变电站更好的服务，促进我国电力行业的发展进步。

参考文献
[1]梁国坚，李福鹏，朱玲芬，等.浅析智能变电站电源系统的设计及应用[J].电源技术，2017，41，（9）：1371-1373.

[2]孙羽.智能变电站交直流一体化电源系统研究[J].科技创新与应用,2017(36):178-179.