應急轉接箱在變電站內直流電源系統更換中的應用研究

許郁

【摘 ?要】隨著社會的發展，經濟迅猛發展，同時，科學技術也取得了很大的進步。在電力工業中，為了實現電力工業的高效運行應用了大量的先進技術，安全狀況也在不斷改善。目前，常規變電站的直流供電系統多為相控硅整流電源，但這種直流電源已不能滿足整個電力系統的需要，強制系統運行，需要直接向直流供電系統供電。然而在更換流程中，不能制約變電站的穩定運轉。因此，有必要重視變電站的直流電源，特別是在更換直流電源的過程中。更換直流電源的主要目的是在供電過程中最大限度地確保直流電源的質量和可靠性。這方面的相關指標是衡量直流電源運行是否良好的關鍵指標。對直流電源更換過程中的科學綜合發展規劃進行全面深入的研究是十分必要的。

【關鍵詞】應急轉接箱;變電站內直流電源系統更換;應用研究

引言

變電站直流系統是一種為信號設備、保護、自動設備、事故照明、應急電源和斷路器開關和關閉操作提供直流電源的電源裝置。目前，常規變電站的直流供電系統多為相控硅整流電源，但這種直流電源已難以滿足整個電力系統的需求，需要對直流供電系統進行更換。然而在更換環節不能影響變電站的有效運轉。因此，有必要重視變電站的直流電源。針對目前工作中的應急搶修和變電站內直流電源系統更換都缺乏與之配套的專用應急轉接箱，以往所使用的配電柜體積大，重量重，保護功能缺乏，安全性差，遠遠不能滿足工作中的需要，所以急需一個體積小、重量輕、保護功能全面、強度可靠適于野外和站內都能快速使用的裝置解決面臨的問題。本文擬在前人研究的基礎上開發一種應急轉接箱，服務于變電站內直流電源系統更換。

1直流電源系統

1.1概念

直流系統適用于供電系統的多種類型的變電站。大多數變電站主設備的控制、保護、儲能、閉塞、信號回路、變電站應急照明等均采用直流供電。直流電源以0.4kV交流電流過直流屏的整流電路，交流電流轉換為直流，為上述幾個電源設備的電路供電。同時，整流電路輸出的直流電流也分流到站內的電池組上。安裝電池的目的是當所有設備停電，并且站用變壓器也斷電時，它還可以為站內主要設備的控制、保護、儲能和信號的直流電路提供直流電，確保設備正常運轉。變電站直流系統是一種為信號設備、保護、自動設備、事故照明、應急電源于斷路器開關及關閉操作給予直流電源的電源裝置。直流系統是獨立的電源，在外部AC電源中斷的狀態中，它確保備用電源———電池持續給直流電源提供穩定的電流。

1.2變電站直流電源系統的結構

變電站直流電源系統在設計過程中是基于現代蓄電池、充電機等成熟核心技術的基礎上，實現直流電源系統、通信電源系統、二次直流電源系統及UPS電源等的一體化設計及組屏生產全新模組形式。此系統取消了通信蓄電池，利用逆變器設置直流母線，通過同個廠家生產，使用一體化智能監控器集中組屏。此系統的主要特點就是能夠實現電源系統的智能化管理;降低日常維護工作量，提高可靠性;降低一次性投資資金和長期維護的費用，使投資經濟性得到提高。

2變電站內直流電源系統更換現狀分析

針對目前工作中的應急搶修和變電站內直流電源系統更換，都缺乏與之配套的專用應急轉接箱，以往所使用的配電柜體積大，重量重，保護功能缺乏，安全性差，遠遠不能滿足工作中的需要，所以急需一個體積小、重量輕、保護功能全面、強度可靠適于野外和站內都能快速使用的裝置解決面臨的問題。針對現狀，本文擬在前任研究的基礎上開發一種應急轉接箱，服務于變電站內直流電源系統更換。

3變電站內直流電源系統更換策略———應急轉接箱

3.1項目實施主要措施

經過調研，總結出實施的主要措施：箱體采用鈦合金材料制作，箱體重量只有鋼制件的30%，強度達到鋼制的2倍，解決運輸、搬運中的人員強度和設備使用適應性的要求;充分利用人機工程學和材料學的成果，使裝置更適應各種場所的使用和存儲;加裝保護電路和傳感裝置，是設備操作人身安全性得到充分保證;要滿足交流和直流的多種需要。進度計劃：10d完成方案研究，20d完成設計，60d進行樣機研制和開發120d對樣機進行試驗和性能測試，5d對樣機進行總結。

3.2能解決的主要問題

（1）解決裝置重量和強度問題，既要強度高，又要重量輕。（2）解決裝置易于便于搬運、存儲，人機工程好，降低人員工作強度。（3）解決滿足交直流系統的要求，適應性強。（4）解決裝置能運行安全，加裝多重保護功能，保證站內系統和操作人員的人身安全，使操作人員使用接線、接線方便。

3.3項目實施效益預測

本項目實施后首先解決了以往配電箱簡陋粗笨的印象，使其具有精致的科技感，專用型強操作簡單，人機工程優秀。裝置在強度和重量上達到了平衡，由于技術和材料上的突破，可采用鈦合金制作，體積小，重量輕且強度高。加裝多重保護功能，保證站內系統和操作人員的人生安全，使操作人員使用接線、接線方便。目前無論是施工、維修、檢驗大量用到交直流配電箱，本裝置的成功研制易于推廣。

3.4技術路徑

（1）產品體積小，重量輕，移動方便，便于維護、外形美觀，可以滿足500KV以下變電站的使用;（2）穩壓性能、穩流性能、紋波性能等指標與變電所用直流屏完全一致;（3）直流應急電源采用微機高頻開關電源型產品，配置220V，20（40）安培整流模塊1（2）個，可借電插拔。可方便更換為110V40A模塊，變成110V流系統;（4）系統配置智能監控，通過液晶顯示屏，實現人機界而可視化操作，全中文菜單，操作簡單方便，易于上手;（5）系統可顯示裝置的輸出電壓，輸出電流等，具有電池管理的功能;（6）完善的告警處理及記錄功能，可通過當前故障和歷史故障查詢系統故障記錄;（7）同時具備RS485RS232接口，支持多種通信規約，全面實現“四遙”功能;（8）整流模塊具有液晶顯示功能，具有自主均流、自動限流、浮充和均充等功能;（9）裝置工作電源采用雙路交流電源設計，互為備用，直流輸出斷路器利用用直流專用斷路器。

結語

變電站直流系統是一種為信號設備、保護、自動設備、事故照明、應急電源和斷路器開關和關閉操作提供直流電源的電源裝置。對于大多數變電站而言，主設備的控制、保護、儲能、信號回路、變電站應急照明等均采用直流供電。直流電源以0.4kV交流電流過直流屏的整流電路，交流電流轉換為直流，為上述幾個電源設備的電路供電。同時，整流電路輸出的直流電流也漂浮到站內的電池組上。目前，常規變電站的直流供電系統多為相控硅整流電源，但這種直流電源已不能滿足整個電力系統的需要，需要對直流供電系統進行更換。然而在更換環節里，不能干擾變電站的有效運轉。因此，有必要重視變電站的直流電源。本文針對現狀研發出了一種變電站直流系統更換應急裝置，通過對樣機的測試與總結，該裝置性能良好，能夠有效保證變電站直流系統更換，促進變電站的安全穩定運轉。

參考文獻：

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（作者單位：山西省電力公司長治供電公司）