關于電力系統變電站直流電源運行情況分析

周振楠

摘 要：直流電源作為變電站重要的組成部分，為變電站的控制系統、繼電保護、自動裝置等提供所需電源。文中從變電站直流電流的運行現狀及系統架構入手，介紹了變電站直流電源系統的設計和運行情況。

關鍵詞：電力系統 ?變電站 ?直流電源運行

中圖分類號：TM732 ? 文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1674-098X（2014）10（c）-0077-01

隨著電力系統改革不斷深入，怎樣確保電網處在安全、可靠的運行已經成為最重要的追求。電力系統正朝著數字化、智能化的方向邁進。現階段，直流電源自身的遠程監控系統缺乏完善的實施方案，加上技術手段落后，已經不能滿足變電站的要求，嚴重影響變電站自動化水平的發展，也為電網是否安全運行埋下隱患。文中從直流電源運行的實際情況入手，把計算機技術、自動化技術和局域網通訊技術應用其中，概括了直流電源遠程控制系統的設計和運行模式。

1 變電站直流電流的運行情況及系統架構的設計

目前，變電站直流系統一般采用高頻開關電源充電模塊運行。該電源模塊具有重量較輕、噪音小、配置靈活的優點，其VRLA蓄電池密封效果好、沒有污染和泄露的情況，直流電流系統依靠監控串與變電站顯現通訊的目的，從而達到在調度端對直流系統進行三遙的效果。調度中心只從遠動通道取得比較少的信息，無法準確的反映出直流系統的運行狀態，不能對現場直流設備和蓄電池組的運行性能及工作狀態進行詳細的了解。整個直流電源遠程監控機維護系統由上自下展開，可以劃分為網絡通訊層、數據采集層及管理應用層三個層次。

各個變電站端的監控裝置采用RS485總線把數據采集層設備進行連接，通過它們對直流電源系統的不同運行數據進行采集，例如：充電機運行情況、電池電壓和內阻、饋線開關情況，這些依靠光纖網、交換機等組合在一起的網絡通訊層，其會把所采集的相關信息傳送至數據中心服務器，對受到的信息處理之后分發給各個管理應用層。為各種遠程監控終端給予分級管理的口令，根據不同的權限設置，可以改變變電站的信息及參數，實現相關遠程控制的目的。

2 變電站直流電源系統功能的設計

2.1 監控系統的設計

本地監控系統被設置在不同的變電站端，采用RS232/RS485通訊形式實現連接直流電源主監控系統的目的。通過電池均衡采集系統實現對電池組電壓采集的效果，合理掌控蓄電池在線均衡。采用電池智能系統實現母線的切換、蓄電池恒流放電等，為防止電池過放可以采用各不相同的軟硬件保護，保證放電過程一直是安全的狀態。通過與主流電源主監控裝置通訊實現采集電壓、電流絕緣監查等狀態，掌控好充電機的狀態轉換機修改。

2.2 電池均衡采集子系統的使用情況

該系統是由多數均衡采集模塊與某個電源相互組合而成，其傳感器網絡由RS485總線構成，以此達到與本地監控系統實時通訊的效果。均衡子集模塊是多個設施為一體的，不同模塊隨時可以采集電池的電壓、溫度。如果單個電池電壓與電池平均壓其差比整定值還大，可以通過均衡系統，讓放電設置在電壓高的電池上，電壓低的電池設置在充電的模式，以此來提升電池正常壽命，確保直流系統安全、可靠工作。采用可以插拔的端子進行接線，方便對其維護，選擇保險絲要具有自動恢復的能力，這樣不會導致系統燒毀或短路的情況，保障整個系統的風險在最低的狀態。

2.3 數據中心服務器的設置情況

在通訊機房內設置數據中心服務器，選用光纖局域網實現與各個變電站實時通信的效果，可以對其發來的信息盡心實時的分析和處理，之后把信息分發給局域網的不同遠程監控終端，也可以對子站發送的報警或保存的數據進行儲存，建立不同的子站直流電源系統臺賬，方便對各個裝置進行查詢和修改。

2.4 電池智能放電子系統

2.4.1 設置單母線分段直流系統

如果具有兩套直流設施，在進行試驗的過程中，可以通過直流倒方式實施操作，把試驗中的某套設備退出運行模式，讓另一套設備帶動兩段直流母線工作;讓試驗的蓄電池組進行全核對性放電。放電原理：采用對各個開關的控制，達到遠程實現蓄電池和興放電的操作。

2.4.2 設計單組蓄電池直流系統

如果只對一組蓄電池進行設置，就沒有退出的功能，也不可以實施全核對性放電，只有通過I10電流恒流釋放出相應容量的50%才可以進行操作。具體步驟如下，在確保本地監控系統控制的前提之上，首先把直流①接觸器斷開，掐斷充電機對蓄電池的充電回路，如果此時交流充電機停止工作，蓄電池仍可通過二極管實現對直流母線供電的，隨之閉合②直流接觸器，接通其放電回路。通過PWN方法達到恒流放電的目的，在放電的時候可以實時對電池的一系列保護值參數進行監視，如果出現異常情況，會立刻停止放電。

2.5 設計合理的遠程監控終端

在局域網上設置全部的遠程監控終端，可以對所有變電站直流信息進行瀏覽，設計出各個變電站直流系統的模擬圖，可以在模擬圖上顯示出母線電壓、電池電壓、電流等運行情況。可以依照不同的設置權限，對某個變電站其系統信息或參數進行修改，告警功能非常完善，可以通過對告警性質的分級，保證系統的所有告警都可以及時發覺。

3 結語

綜上所述，現階段變電站直流系統的運行及維護管理已經不能滿足智能變電站的需求，文中給出變電站直流遠程監控設計，簡述了該系統的構成及運行情況。根據實際應用情況獲知，該系統可以實時掌握直流系統的運行情況，不僅節省人力和物理，也提升了直流電源的運行安全性。

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