開閉所所用電源設計方案的探討

鄧 玲 ，桂 實

1.宜昌電力勘測設計院變電室，湖北宜昌 443003

2.三峽水力發電廠運行部，湖北宜昌 443000

0 引言

隨著城鎮規模擴大，為之提供電力的中低壓配網也在同步發展，無論其數量還是運行的要求，都在發生顯著變化，尤其是在城市配網建設中，配網自動化的要求逐漸由經濟發達地區擴大范圍，越來越多的地區正在進行或者準備進行配網自動化的建設。

所謂配網自動化就是指是運用計算機技術、自動控制技術、電子技術、通信技術及新的高性能的配電設備等技術手段，對配電網進行離線與在線的智能化監控管理，使配電網始終處于安全、可靠、優質、經濟、高效的最優運行狀態，提高供電可靠性和供電質量；有效縮短事故處理時間，減少停電范圍；提高配電系統運行的經濟性，降低運行維護費用，提高企業經濟效益；提高整個配電系統的管理水平和工作效率，改善為用戶服務的水平。

在這種前提下，筆者所在電網，目前正在進行開閉所監控系統改造試點，通過在開閉所增設監控系統及遠動通信設備，實現在遠方調度端對開閉所進行遙信、遙測、遙控，并將在后期，逐步實現開閉所遙視。

1 開閉所內二次負荷分析

目前開閉所建設分為設置監控系統和不設監控系統兩種，要求實現配網自動化地區的開閉所內是需要設置監控系統以及遠動通信設備。其工作電源交直流均可。對于DTU，個別廠家可自帶不停電電源。

開閉所內一般包括如下二次負荷：

斷路器操作電源——斷路器操作電源一般采用直流220V，也可采用交流220V。

分散安裝的保護測控裝置電源——一般交直流均可，針對配網設備直流工作電壓一般為24V，也可選擇直流220V。當采用交流電源輸入時，由于遙信插件工作電源必須為直流，因此，實際上每個單裝置內部均配有交直流轉換插件。

DTU——即開閉所終端設備，集合多臺分散的保護測控裝置、遠動通信裝置的功能于一體，裝置一般要求其能同時接納交、直流供電方式。正常情況下，由兩路交流電源互為備用供電方式，且一旦兩路交流電源均中斷，裝置可在無擾動情況下自動切換到直流供電方式；當交流電源恢復供電時，裝置可自動切回交流供電方式。

3 幾種所用電源供給方式及分析

筆者總結了一下，目前有以下幾種電源供給方式：

1）通過兩回進線電壓互感器為開閉所提供二次操作、保護測控、照明電源等電源。電壓互感器采用2臺單相電壓互感器，組成Vv接線，二次設0.5級和3級，0.5級繞組二次電壓100V用于保護、測量、計量，3級繞組二次電壓220V，容量一般2kVA～3kVA。兩回進線電源可各帶一部分負荷同時運行，也可一主一備運行，但都需要通過交流切換箱自動切換，一主一備運行時切換回路原理圖參考如下：

圖1 交流切換電源箱原理

該方式是我地區前幾年新建開閉所的主要電源供電方式，優點是簡單易行，節省投資，但缺點也顯而易見：

（1）并不是所有開關柜廠家都能采用交流電源作為斷路器機構分合閘電源,主要是外資或者國內大廠才能提供，使用有局限；而對于ABB等公司采用交流操作電源的斷路器而言，其合閘電流很大，可達到200A，在斷路器合閘時，這種由線路 TYD提供的電源系統容量不能滿足斷路器合閘條件下的壓降要求，因此，開關柜廠家一般需要另外配置帶蓄電池的專用UPS電源供給機構合閘用；

（2）在采用單母分段，兩回進線的開閉所中，通常兩回進線一主一備運行，設置備用電源自投裝置，當運行線路因故障被切除，在滿足備用電源自投條件前提下，通過備自投裝置，將備用電源進線自動投入。

但在這種二次電源供電方式下，當工作進線因故障切除，備自投裝置也會立即失去工作電源而使備投功能形同虛設，發揮不了作用。

2）在第一個方案基礎上，從所外單獨引一回AC380/AC220V電源，作為備用電源。

這一方式避免了第一種供電方式的弊端，能滿足所內操作以及各二次裝置要求，但需要增設電源切換箱，切換箱接線原理見下圖：

交流電源切換箱接線原理圖

由圖可知，由站外引接電源投資增加且所外必須存在該電源才可行。

3）采用帶蓄電池的高頻開關電源系統為全所二次設備及斷路器分合閘供電，蓄電池容量按照保護測控裝置2h、監控及遠動通信設備8h事故放電時間考慮。

該供電方式最為可靠，但增加投資，且蓄電池在運行過程中，需要運行維護，增加配網管理負擔。筆者所在城區電網目前有21座開閉所，隨著可以預見的開閉所數量較快增長速度，勢必造成配網運行人員負擔過重，因此相關運行部門普遍反對增設大容量蓄電池的供電方式。

4）在現有開閉所進行監控系統改造的工程中，我們則采取了在開閉所現有電源系統基礎上，僅為新增的監控系統及遠動通信設備增設帶蓄電池的電源模塊的方式，新增電源模塊容量按照8h事故放電時間考慮，蓄電池容量較小。

改造完成后，所內實際存在兩套電源系統，優點是分層級解決所內各設備電源，供電可靠；有效降低了蓄電池容量，減低造價，可與開閉所監控設備共同組柜，減少了占用空間，便于更換。缺點是開閉所電源不統一。

4 結論

開閉所的所用電源目前并沒有統一模式，地區發展及要求也差異較大，具體工程的建設中，一方面著眼于滿足現階段要求，在合適的條件下，可適當考慮今后的發展，為配網自動化改造預留一定的設備間及設備接口，包括電源的設置。

[1]《國家電網公司輸變電工程典型設計——10kV配電工程分冊》，2006.

[2]《貴州電網110千伏及以下變電工程標準設計》第三卷.10千伏開閉所及臺變標準設計.