交直流一體化電源係統采用分體式架構,將站用交流不間斷電源/電力專用逆變電源、直流操作電源、服務等,通過網絡通信,設計方案優化,實現變電站站用電源的集中供電和統一監控管理,進而實現在線狀態的實時檢測。
1)站用交流電源
站用交流電源主要由交流進線、交流饋線、電量測量和交流電監控4個單元組成,配有ATS轉換開關可以實現兩路交流進線電源的自動切換,從而確保了交流輸出分配和一體化電源長期穩定運行。
2)直流操作電源
直流操作電源是一體化電源的核心,主要由整流單元,蓄電池單元,直流饋線單元。
3)交流不間斷電源
交流不間斷電源,主要包括UPS和INV兩類不間斷電源。其中UPS主要為變電站內計算機監控、打印機等對電源質量要求很高的重要負荷供電;而INV逆變電源主要為變電站內事故照明等對電源的質量要求不高的負荷供電。
4)DC/DC通信整流電源
與傳統通信電源有所不同,DC/DC通信電源采用DC220/110V直流母線電源作為通信整流模塊的輸入電源,並與直流電源共用一套蓄電池組,整理模塊也采用N+1冗餘模式,且采用硬件自主均流技術,為變電站內交換機等通信設備提供可靠的直流工作電源。
5)一體化監控係統
一體化監控模塊存儲整個站用電源數據,通過一個RJ45口以IEC-61850規約與後台連接,也可通過RS232/485口與後台連接,能完成站用電源四遙功能。一體化監控模塊故障不影響電源其他智能模塊運行。
4.變電站交直流一體化電源實例應用
長樂110KV桃坑變電站站用一體化電源經調試正常已投入運行,就以此為例簡單論述一體化電源的配置方案。
方案設計:站用兩路交流電分別引自不同變壓器下的低壓母線,經兩台ATS自動切換為相應交流負荷供電。通信電源和UPS不間斷電源直流進線都取至直流主母線,並與直流共用一組蓄電池。
屏櫃配置:本項目總共配置11麵屏櫃,與常規屏櫃配置方案相比減少了3個屏櫃。組屏方案如下:
監控通信:本係統中設置一個一體化直流總監控和絕緣巡檢、通信電源、交流電源,UPS電源4個子監控。4個子監控各自對自己的單元的功能運行進行實時監測,並能及時采集數據和反饋電信號給總監控。一體化總監控也可以對各個子監控做相應配置和參數的修改,並能通過RS485/RS232或者以太網口與後台通信,為後台值班人員更好地掌握現場一體化電源運行情況提供了便利。
5.結語
變電站交直流一體化電源係統是現有變電站占用電源設計和管理模式的創新和發展。近幾年隨著數字化變電站相繼建設投產及全國智能變電站試點項目的建設,交直流一體化電源係統正在逐步替代傳統站用電源係統的建設和管理模式,其技術先進、維護方便、運行安全可靠,具有良好的經濟效益和社會效益。不管是現在還是將來,都會得到廣泛的推廣和應用,具有良好的發展前景。
參考文獻
[1]楊秋梅.變電站交直流一體化電源[J].電源世界,2014.
[2]王炳林.變電站交直流一體化電源係統設計與應用[J].冶金動力,2013.
作者簡介
孔榮榮,男,助理工程師,本科,主要從事直流、一體化電源和熱電電氣設計工作。
張麗娜,女,助理工程師,本科,主要從事直流、一體化電源設計谘詢工作。