前維護的智能直流電源系統

摘 要：隨著國家電網變電站建設的需求，直流電源供電系統朝著標準化、模塊化、智能化方向發展。近年來，由于預裝式（集裝箱）變電站的要求，前維護智能直流電源系統應運而生。目前市場上能實現前維護智能直流電源系統的設備，不同廠家有不同的結構形式，僅是局部功能實現了前維護，其通用性不高，系統性不強。為了改變這一現狀，現研發一種可以實現前維護智能直流電源系統設備，將系統中的各功能模塊和器件全部實現可前接線、前維護，并智能化、模塊化。同時也提高了系統安全可靠、性能穩定等關鍵品質指標，成本在同類產品中，也有很大的競爭力。

關鍵詞：前接線；前維護；模塊化

引言

近幾年，隨著電力系統標準配送式變電站的試點，對直流電源系統的操作、維護、接線提出更高要求。要求柜內設備能做到前接線、前維護和模塊化、智能化。前維護智能直流電源系統要系統性解決以下問題：

在屏柜位置空間和屏內部空間有限的情況下：

（1）進線和出線要能實現前接線、前維護；（2）關鍵器件-AC/DC高頻充電模塊要能實現前接線、前維護；（3）饋線開關和絕緣監測霍爾要能實現前接線、前維護；（4）一次二次電器元件及其相互間的銅排和連接線要能實現前接線、前維護。

1 智能直流系統簡述

1.1 智能直流電源系統組成

一次：交流二路進線及切換單元、高頻充電模塊及輸出、電池輸入、電池、一次饋線。

二次測量及控制、管理：交流進線測量和控制、直流母線測量和控制、電池電壓測量（巡檢）、內阻測量、電流測量與管理、絕緣監測、饋線開關位置和跳閘監測等。

主要電器元件：

一次元器件：交流開關、高頻充電模塊、直流輸出開關、電池輸入開關（斷路器或隔離開關或熔斷器）、電池，饋線開關、降壓硅鏈等。

二次元器件：交流監測及控制單元、直流監測單元、開關量監測單元、電池巡檢單元、絕緣檢測單元、直流監控等。

1.2 智能直流電源一次系統圖

1.2.1 一組蓄電池直流電源系統（圖1）

1.2.2 一組蓄電池、2套充電裝置典型接線示意圖（圖2）

1.2.3 二組蓄電池、2套充電裝置典型接線示意圖（圖3）

1.2.4 二組蓄電池、3套充電裝置典型接線示意圖（圖4）

2 滿足前維護智能直流系統解決方案

上述對智能直流系統的組成進行了簡單的敘述，接下來就是針對前接線、前維護的功能要求進行研發思路論述和實踐結果階段性總結。

下面按功能單元進行介紹：進線和出線、關鍵器件-AC/DC高頻充電模塊、饋線開關和絕緣監測霍爾、一次二次電器元件及其相互間的銅排和連接線。

2.1 進線和出線實現前接線、前維護

進線：將原接于屏后的端子安裝于前面。

出線：研發一種集饋線開關、絕緣檢測和開關位置和報警（OF+SD）、饋線端子前接線和維護的模塊。前維護智能饋線模塊各功能區域具有獨立更換、獨立生產功能。見后饋線模塊圖示。

2.2 關鍵器件-AC/DC高頻充電模塊實現前接線、前維護

研發一種可將原充電模塊（包括并聯電池系統充電模塊）和原需要后維護的插件一起拉出單元模塊。如圖5所示。

2.3 饋線開關和絕緣監測霍爾要能實現前接線、前維護

研發一種集饋線開關、絕緣檢測和開關位置和報報警（OF+SD）、饋線端子前接線和維護的模塊。如圖6所示。

2.4 一次二次電器元件及其相互間的銅排和連接線實現前接線、前維護

所有的一次二次電器元件全部前置安裝，實現前接線、前維護。相互間的銅排和連接線屏后沒有過渡端子和銅搭接頭，維修裝拆在屏前方。如圖7所示。

3 核心前接線前維護饋線模塊類型及經濟價值成本舉例分析

目前開發的前接線和前維護直流饋線模塊：DC508（8回路）、DC510（10回路）二種如圖8所示以下河清項目饋線前維護模塊作為分析對象。

（1）饋線支路開關：成本降低率15%。

（2）漏電流霍爾：成本降低率4%

（3）指示燈：成本降低率200%。

（4）一次線：成本降低率42%

（5）二次線：成本降低率60%

具體見表1。

4 結束語

以上是作者基于多年對直流電源供電系統設計、檢驗、現場維護調試經驗，根據行業發展和用戶的需求，現從直流系統研發設計前端著手開發新的可實現前接線、前維護的整體方案。目前已在多個預裝式變電站應用，用戶很滿意。

因前接線、前維護還處于研發成果試用階段，思路和實現的方法還需要不斷完善改進，希望各位專家和用戶提出寶貴的改進建議。為把中國的前維護智能直流電源系統產品做成世界級的精品而一起努力。

參考文獻

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