變電站交直流科士達一體化電源解決方案
發(fā)表時間:2023/3/25 15:47:36
站用電源是變電站安全運行的基礎,隨著變電站綜自化程度的越來越高以及大量無人值班站投運,相應提高站用電源整體的運行管理水平具有非常重要意義。筆者認為,站用電源始終需要立足于系統(tǒng)技術來研究和發(fā)展,根據(jù)實際問題、發(fā)展現(xiàn)狀提出發(fā)展思路。現(xiàn)有站用電源在資源整合、自動化水平、管理模式等方面都還存在很大的優(yōu)化空間,結構緊湊、經(jīng)濟可靠的變電站交直流一體化電源模式具有廣闊的應用前景。
1、傳統(tǒng)站用電源現(xiàn)狀分析
傳統(tǒng)變電站站用電源分為交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、UPS 、通信電源系統(tǒng)等,各子系統(tǒng)采用分散設計,獨立組屏,設備由不同的供應商生產(chǎn)、安裝、調試,供電系統(tǒng)也分配不同的專業(yè)人員進行管理。這種模式存在的主要問題:
(1)、站用電源自動化程度不高。由不同供應商提供的各子系統(tǒng)通信規(guī)約一般不兼容,難以實現(xiàn)網(wǎng)絡化管理,系統(tǒng)缺乏綜合的分析平臺,制約了管理的提升。
(2)、經(jīng)濟性較差。站用電源資源不能綜合考慮,使一次投資顯著增加。
(3)、安裝、服務協(xié)調較難。各個供應商由于利益的差異使安裝、服務協(xié)調困難,遠不如站用交直流電源一體化的“交鑰匙工程”模式順暢。
(4)、運行維護不方便。站用電源分配不同專業(yè)人員進行管理:交流系統(tǒng)與直流系統(tǒng)由變電人員進行運行維護,UPS由自動化人員進行維護,通信電源由通信人員維護,人力資源不能總體調配,通信電源、UPS等也沒有納入變電嚴格的巡檢范圍,可靠性得不到保障。
2、變電站交直流一體化電源的解決方案
變電站站用交直流一體化電源系統(tǒng)是使用系統(tǒng)技術,針對變電站站用交流、直流、逆變、通信電源整體,根據(jù)實際問題、發(fā)展現(xiàn)狀提出解決方案的站用電源系統(tǒng)。
目前有關生產(chǎn)研發(fā)廠家已提出三代產(chǎn)品,分別是:
(1)、智能型站用電源交直流一體化系統(tǒng)主要實現(xiàn):
A、建立站用電源信息共享平臺。站用電源整體網(wǎng)絡智能化,一體化。將交流、直流、逆變、通信電源網(wǎng)絡智能化,對外1個通信接口;
B、設計優(yōu)化。取消通信蓄電池組及充電裝置,使用DC/DC變換器直接掛于直流母線代替;取消UPS蓄電池,使用逆變器直接掛于直流母線代替,對重要負荷如事故照明等采用逆變電源供電;統(tǒng)一進行波形處理;統(tǒng)一進行防雷配置;統(tǒng)一進行二次配電管理;站用電源設備智能管理,實現(xiàn)狀態(tài)檢修。
(2)、數(shù)字化站用電源交直流一體化系統(tǒng)主要實現(xiàn):
A、上行下達信息數(shù)字化傳輸(2大措施:開關智能模塊化;集*能分散化);
B、開放式系統(tǒng):采用IEC61850規(guī)約。
(3)、程序化站用電源交直流一體化系統(tǒng)主要實現(xiàn)項:
A、電源與負荷結合,將輔助系統(tǒng)(空調、風機、門禁、消防、周界等)納入控制范圍;
(1)、容量設計:全站配置兩組蓄電池和充電機,一般的110kV電站容量可按300AH/組設計,220kV電站500AH/組。
傳統(tǒng)的站用電源配置方案中,通常一個110kV電站配置兩組300AH蓄電池和兩組充電機供變電運行負荷,通信設備由另兩組獨立的蓄電池(300AH/48V)和充電機供電,一些UPS也帶有自己的蓄電池。但通過對變電站站用負荷的統(tǒng)計分析,我們得出:不是重要的通信樞紐站,沒必要采用獨立通信電源一個普通的110kV電站正常直流負荷約為8A左右,通信設備主要是一臺光端機,功率1千瓦,折算為110V約9A,正常供電,一臺60A充電機已經(jīng)完全滿足全站運行要求,按雙重化配置兩臺已經(jīng)非?煽。在全站失壓事故下,故照明、UPS等交流負荷切換為蓄電池供電,這部分負荷設計容量在 30A(110V)左右,即使全站事故照明一起開,也可以滿足重要負荷超過10小時的事故供電。另外,在一體化監(jiān)控的智能平臺上,我們可以對站用電源進行程序化控制,事故情況下,按預設輪次對負荷進行減載,保證事故供電最大利用率。
(2)通信電源解決方案:通信設備直接采用220V或110V電源模塊,通信電源從兩組直流母線直接拉兩路專用饋線至通信機柜,并在通信柜進行兩路電源自動切換。目前通信設備一般采用48V電源,所以在一些直流一體供電方案中,采用了用DC/DC模塊變換成48V供通信設備使用,但這種方案存在不足:技術上存在弱點。如果通信機房有多臺通信設備,各通信設備采用支路帶空氣開關供電方式,存在DC/DC模塊與分支開關配合問題,一回支線發(fā)生故障,DC/DC模塊可能會比空氣開關先動作,造成全部通信設備失壓。
光端機等通信設備實際工作電壓并不是48V,而是15V和5V,象所有微機保護一樣,裝置通過自身的電源模塊進行DC/DC轉換,把外面電壓轉換成15V和5V內(nèi)部工作電壓,由220V直接轉換成15V和5V和由48V轉換成15V和5V,對通信設備也只是電源模塊選擇的問題,沒有任何技術上的困難。同時,由48V的弱電供電方式的一些弱點也是有目共睹的,弱電容易受干擾,在通信專業(yè)抗干擾、防雷等方面措施就比其它專業(yè)要求更高,甚至采用48V正極接地方式,這些對運行都是不利的。因此,在站用電源一體化供電的模式下,可以把全站各專業(yè)電源統(tǒng)一到一個電壓等級。
(3)不間斷電源設計:采用逆變器直接掛于母線上代替,取消獨立UPS。
(4)交流系統(tǒng)設計:采用智能ATS開關實現(xiàn)兩路電源自動切換,取消傳統(tǒng)站用380V電源備自投配置。