一種應用于保供電的快速不停電轉(zhuǎn)供電源裝置

韋光科 劉志君

摘? 要：重要負荷的保供電工作，其最重要的點在于發(fā)電機的快速接入以及供電方式的迅速切換。基于此，通過對配電系統(tǒng)的分析，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，找出其關(guān)鍵節(jié)點，并進行系統(tǒng)優(yōu)化，可以較為完美的解決配電網(wǎng)重要負荷在保供電時需要停電作業(yè)、安裝外部設備等問題。

關(guān)鍵詞：保供電;發(fā)電機;檢修;配電

中圖分類號：TM624? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）12-0000-00

0 概述

配電系統(tǒng)在檢修、維修時，或重要場所保電時，為了保障持續(xù)可靠的供電，需要采用發(fā)電機接入系統(tǒng)來臨時承擔起系統(tǒng)的負荷，待檢修或重要活動完成后，恢復原有的供電方式，從而實現(xiàn)資源的合理調(diào)配與利用，但是這種臨時的負荷轉(zhuǎn)移是一個繁瑣的過程，為了保證在負荷轉(zhuǎn)移過程中工作人員的安全，常規(guī)的方式是停電后進行轉(zhuǎn)移，這種方式不僅耗時較長，而且在負荷轉(zhuǎn)移過程中會造成負載斷供的情況。基于此，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況來提出一種不用停電的保供電轉(zhuǎn)接裝置，不僅在切換負荷的時候不停電，還可以大大縮短負荷轉(zhuǎn)移的切換時間，大大提高工作效率，以及提高供電的可靠性[1]。

1系統(tǒng)分析

如圖1所示，現(xiàn)有配電網(wǎng)臺區(qū)的10kV線路至臺變之間設置有高壓刀閘QS1，臺變與配電柜之間設置有低壓刀閘QS2，后端配電柜中設置有QF1-QF4-QFn等一系列的饋線輸出開關(guān)，該供電方式電源單一，可靠性低[2]。

當該臺區(qū)稱為重要負荷需要熱備份或者是線路故障及臺變需要檢修時，為了保障QF1-QF4用電不受影響，需要用發(fā)電機對該系統(tǒng)供電或者隨時保持待供電狀態(tài)。但在臺變與QF1-QF4之間任意一個位置接入都必須停電操作，因為當前狀態(tài)下該段線路是帶電的，如何選擇接入點是一個關(guān)鍵，QF1-QF4饋線輸出開關(guān)總會有一些備用的回路，而且在斷開后饋線輸出的部分是不帶電的，因此，選擇這個點為大電機的接入點是可以實現(xiàn)不停電接入的[3]。

如圖2所示，選取一個饋線輸出開關(guān)（以QF4為例）作為本裝置的接入點，中間接入一個QS3作為明顯的斷點，其中ATS是供電切換裝置，發(fā)電機并網(wǎng)控制器是判定是否并網(wǎng)的控制裝置，確保了發(fā)電機與電網(wǎng)同期并網(wǎng)，短期內(nèi)的使用采用圖2的連接方式便可以通過QS2以及ATS的投切方式來實現(xiàn)不停電轉(zhuǎn)供電的運行方式的轉(zhuǎn)換[4]。

如果需要長期運行，且使這個系統(tǒng)在無人值守時，能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動切換，則可以在斷開QS1/QS2兩個高低壓刀閘后，在完全不帶電的情況下進行圖3的連接。

如圖3所示將ATS的另一路輸入QS4的前端接入到臺變與QS2之間，連接完畢后閉合高壓刀閘QS1，斷開QS2，此時發(fā)電機輸出與臺變輸出完全經(jīng)由轉(zhuǎn)供電裝置來控制，其執(zhí)行機構(gòu)為ATS，此時長期運行可以實現(xiàn)一主一備的運行方式，為檢修、保供電、搶修提供了更加可靠的電源[5]。

2內(nèi)部結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)供電源裝置的主要自動控制機構(gòu)為發(fā)電機開關(guān)與ATS電源開關(guān)，由于發(fā)電機輸入需要經(jīng)過并網(wǎng)控制器檢測判定后才可以決定是否可以接入系統(tǒng)并網(wǎng)，因此發(fā)電機開關(guān)是一臺具有自動合閘機構(gòu)的自動斷路器，而ATS開關(guān)是根據(jù)市電與發(fā)電機電源的判定來確定其中某一路進行供電的自動執(zhí)行機構(gòu)，是供電電源選擇的執(zhí)行機構(gòu)[6]。

為了快速的進行安裝接線，市電輸入、發(fā)電機輸入、母線輸出等轉(zhuǎn)供電裝置外部接線部位，均采用快速接入插頭，這樣解決了在設備架設過程中步驟繁瑣，周期久的問題[7]，其外部結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

3 功能特點

通過本方案的設計，其功能主要有以下特點：（1）切換負荷到發(fā)電車供電可以零切換;零切換的執(zhí)行單元是QF5發(fā)電機進線開關(guān)，其判定裝置為發(fā)電機并網(wǎng)控制器，傳統(tǒng)的發(fā)電機接入通常是先斷開市電臺區(qū)的輸入，然后再接入，這就必然有一個停電過程，停電就意味著供電的可靠性大打折扣。相反先并網(wǎng)是一個1+1的累計過程，確保了在1路電源的情況下疊加另1路電源時負荷不受影響，緊后的2-1的步驟同樣也可以使負荷不受影響。（2）切換負荷時可以避免操作人員誤操作造成的人員傷害;由于有了并網(wǎng)功能，可以完全在1+1完成后再進行刀閘切換，既可以避免在分合閘時因時序錯誤而造成的停電問題，還可以避免帶負荷分合閘刀造成人員或設備故障問題。（3）在保供電場可以減少UPS及蓄電池的高投入問題;并網(wǎng)功能無需UPS與電池，但是也具備了UPS靜態(tài)開關(guān)的功能，從經(jīng)濟上實現(xiàn)了節(jié)約。（4）再檢修，維修作業(yè)可以更加方便，快捷，減少停電時間。由于其結(jié)構(gòu)設計為便攜移動式，因此適用于不同場合，而且其功能具備短期與長期通用的特點，因此適用于長期或短期的不同應用工況或場合。

4 結(jié)語

當前保供電的應用場合十分廣泛，從時間上劃分有長期和短期，從原因上劃分有重要負荷、設備檢修、線路故障等，而從結(jié)構(gòu)上劃分可以分為固定式與移動式，適用于固定長期安裝以及移動臨時應用。基于此，本裝置巧妙的利用現(xiàn)有臺變原理，小范圍的改進組合后，解決了大量的現(xiàn)實問題，為配電設備的改進提供了一種新的思維模式。

參考文獻

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[7]王遜峰，顧金，錢忠.應急電源車的應用分析[J].華東電力，2011，39（12）：2135-2137.

收稿日期：2020-11-10

作者簡介：韋光科（1988—），男，壯族，廣東清遠人，本科，工程師，研究方向：配網(wǎng)自動化。