智能電力操作直流電源系統(tǒng)的研究

劉武++劉錦春++董世勇++趙澤亮++吳畏

摘 要：變電站直流電源系統(tǒng)能夠確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定，其優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在壽命持久、高效、牢靠。從實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看，直流電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方便較為松散，主要體現(xiàn)在不同部分使用各自標(biāo)準(zhǔn)，子系統(tǒng)分散設(shè)計(jì)導(dǎo)致系統(tǒng)差異化。差異化存在又導(dǎo)致數(shù)據(jù)獲取存在困難，后臺(tái)工作人員工作量與壓力增大，為此，需要采取有效的措施，從而使電力系統(tǒng)能夠有效正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：智能電力操作 直流電源系統(tǒng) 研究

中圖分類(lèi)號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（a）-0012-02

電能為社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，隨著社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展，對(duì)電能的依賴(lài)性日益加深。電力企業(yè)改革工作穩(wěn)步推進(jìn)并逐漸向著智能化方向發(fā)展。智能化操作對(duì)于各項(xiàng)技術(shù)要求高，為了實(shí)現(xiàn)這一功能，需要對(duì)電源系統(tǒng)進(jìn)一步整合。

1 變電站直流系統(tǒng)現(xiàn)狀

變電站直流系統(tǒng)模塊包括蓄電池組、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、充電模塊、調(diào)壓模塊。蓄電池組主要是在交流電源中斷時(shí)能夠?yàn)槎位芈分苯庸╇姟Ｓ?jì)算機(jī)監(jiān)控屬于系統(tǒng)控制中心，主要對(duì)系統(tǒng)電壓、電流進(jìn)行監(jiān)控，并控制充電模塊適時(shí)充電，是直流系統(tǒng)最重要組成部分，能夠決定系統(tǒng)性能。充電模塊功能體現(xiàn)在兩方面，一是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，二是對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，使電池保持穩(wěn)定正常工作狀態(tài)[1]。調(diào)壓模塊主要使系統(tǒng)電壓保持穩(wěn)定。

2 直流電源系統(tǒng)原理分析

直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，系統(tǒng)工作圖如圖1所示，包括了充電、降壓、絕緣監(jiān)測(cè)等模塊。整流器既可以供電同時(shí)也能夠?qū)﹄姵爻潆?，如果交流電源出現(xiàn)故障，電池提供直流電源監(jiān)控單元對(duì)計(jì)算機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)電池信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過(guò)后臺(tái)則可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 直流操作回路設(shè)計(jì)原則

直流電路工作，電路設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格依據(jù)程序來(lái)操作，在不影響系統(tǒng)正常工作前提下，對(duì)電路進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。設(shè)計(jì)師需要遵循以下原則，對(duì)操作回路行為與狀態(tài)記錄時(shí)，不通過(guò)回路電氣特性檢測(cè)，避免由此降低直流通路可靠性，對(duì)控制母線(xiàn)電壓支路電流間接監(jiān)測(cè)，獲得操作支路電阻并評(píng)估其完好性。為了對(duì)整體設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)化，基于正常支路檢測(cè)的前提，可以忽略支路電流數(shù)據(jù)，只記錄操作回路數(shù)據(jù)。行為過(guò)程記錄時(shí)間需要確保其準(zhǔn)確性，測(cè)量操作支路電阻不會(huì)對(duì)正常動(dòng)作發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生不利影響，避免誤動(dòng)產(chǎn)生。

3.2 高頻開(kāi)關(guān)電源模塊配置

高頻開(kāi)關(guān)作為整體系統(tǒng)的組成部分，其工作原理圖如圖2所示，模塊額定電流等于或者大于最大電流負(fù)載與電池充電電流，通常安裝2到8個(gè)模塊，電流規(guī)格不等，一套系統(tǒng)電池組能夠設(shè)置一臺(tái)或者兩臺(tái)高頻開(kāi)關(guān)電源充電裝置。

3.3 絕緣監(jiān)測(cè)裝置

裝置由主機(jī)對(duì)絕緣情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果系統(tǒng)存在故障或者是絕緣水平下降，需要對(duì)傳感器進(jìn)行檢查，計(jì)算地面回路、接地電阻、接地極、地面、負(fù)面、正面、母線(xiàn)電壓，診斷故障原因并及時(shí)修復(fù)。

3.4 蓄電池選擇

電池容量選擇時(shí)，需要通過(guò)DC負(fù)載統(tǒng)計(jì)，負(fù)載性質(zhì)分為意外負(fù)載、定期負(fù)載、沖擊載荷。常規(guī)負(fù)荷包括變電站保護(hù)、自動(dòng)化控制、通信設(shè)備。意外符合是指變電站停電時(shí)，直流電源為負(fù)載供電，包括應(yīng)急照明、通信備用電源。沖擊載荷，短時(shí)間內(nèi)強(qiáng)大的負(fù)載電流，為確保電池后期與事故初期放電結(jié)束后，保持一定電壓水平，電池容量應(yīng)當(dāng)考慮適當(dāng)余量，比如220KV直流電源系統(tǒng)，額定電壓220KV，兩組電池容量在150—200Ah。

3.5 系統(tǒng)抗干擾

系統(tǒng)抗干擾可以從以下方面著手，硬件方面需要考慮到導(dǎo)線(xiàn)間距、寬度、長(zhǎng)度、厚度、電容、電阻。間距過(guò)小會(huì)存在高頻干擾，地線(xiàn)與電源線(xiàn)不只需要從全局來(lái)考慮，各器件在布局時(shí)需要考慮到相互之間的影響，并集中布置。地線(xiàn)設(shè)計(jì)方面盡量加寬降低電阻，使通過(guò)電流強(qiáng)度增大。

3.6 系統(tǒng)設(shè)計(jì)其他工作

系統(tǒng)設(shè)計(jì)其他方面工作包括接線(xiàn)額定電壓，直流饋線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等，為滿(mǎn)足電源回路電壓要求，變電站設(shè)計(jì)均采用220伏供電系統(tǒng)，GIS電路對(duì)直流電源需求量更大，設(shè)計(jì)師應(yīng)該將直流饋線(xiàn)數(shù)量納入到考慮范圍內(nèi)。

4 系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)

系統(tǒng)維護(hù)工作需，制定完善的制度與具體標(biāo)準(zhǔn)，并且結(jié)合到實(shí)際工作情況，維護(hù)工作中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，需要及時(shí)上報(bào)并處理。對(duì)充電裝置相關(guān)參數(shù)定期檢測(cè)，檢測(cè)負(fù)載電流、電池充電電壓、電池內(nèi)阻、輸入電壓等儀表顯示是否正確，保護(hù)信號(hào)是否存在異常，絕緣狀態(tài)是否良好的。維護(hù)與檢查工作需要有計(jì)劃性，要制定檢測(cè)規(guī)劃積極開(kāi)展工作，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)對(duì)輸出電流電壓值，監(jiān)控器參數(shù)全面檢查。要強(qiáng)化熔斷器運(yùn)行維護(hù)，將定期與不定期檢查維護(hù)工作結(jié)合在一起。監(jiān)控裝置發(fā)生故障時(shí)需要啟用備用裝置，條件不允許的情況下，需要手動(dòng)操作。要依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蓄電池進(jìn)行維護(hù)，確保在突發(fā)性事件發(fā)生時(shí)能夠提供可靠穩(wěn)定的電力供應(yīng)。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到各方面因素影響，可能會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性事故，因此需要結(jié)合到以往工作經(jīng)驗(yàn)，制定故障處理預(yù)案，從而快速有效解決問(wèn)題，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行[2]。

結(jié)束語(yǔ)

電力系統(tǒng)穩(wěn)定性關(guān)系到人民群眾切身利益，也關(guān)系到社會(huì)正常穩(wěn)定發(fā)展，隨著技術(shù)發(fā)展，電力系統(tǒng)向著智能化方向發(fā)展，在技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，也要采取相關(guān)防護(hù)措施，避免各項(xiàng)因素對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行造成的不利影響，確保系統(tǒng)功能能夠正常發(fā)揮。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐廷成；阮凡；吳光明.智能高頻開(kāi)關(guān)電力操作電源系統(tǒng)在錦屏水電站的應(yīng)用[J].重慶電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2016（03）.33：35

[2] 趙洪偉.智能電力操作直流電源系統(tǒng)的研究[D].華北電力大學(xué)，2014（6）.1：45endprint