關(guān)于電力系統(tǒng)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(tǒng)、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(xiàn)狀及系統(tǒng)架構(gòu)入手，介紹了變電站直流電源系統(tǒng)的設(shè)計和運行情況。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng) ?變電站 ?直流電源運行

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

隨著電力系統(tǒng)改革不斷深入，怎樣確保電網(wǎng)處在安全、可靠的運行已經(jīng)成為最重要的追求。電力系統(tǒng)正朝著數(shù)字化、智能化的方向邁進?，F(xiàn)階段，直流電源自身的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)缺乏完善的實施方案，加上技術(shù)手段落后，已經(jīng)不能滿足變電站的要求，嚴(yán)重影響變電站自動化水平的發(fā)展，也為電網(wǎng)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(shù)、自動化技術(shù)和局域網(wǎng)通訊技術(shù)應(yīng)用其中，概括了直流電源遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計和運行模式。

1 變電站直流電流的運行情況及系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計

目前，變電站直流系統(tǒng)一般采用高頻開關(guān)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(yōu)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(tǒng)依靠監(jiān)控串與變電站顯現(xiàn)通訊的目的，從而達到在調(diào)度端對直流系統(tǒng)進行三遙的效果。調(diào)度中心只從遠(yuǎn)動通道取得比較少的信息，無法準(zhǔn)確的反映出直流系統(tǒng)的運行狀態(tài)，不能對現(xiàn)場直流設(shè)備和蓄電池組的運行性能及工作狀態(tài)進行詳細(xì)的了解。整個直流電源遠(yuǎn)程監(jiān)控機維護系統(tǒng)由上自下展開，可以劃分為網(wǎng)絡(luò)通訊層、數(shù)據(jù)采集層及管理應(yīng)用層三個層次。

各個變電站端的監(jiān)控裝置采用RS485總線把數(shù)據(jù)采集層設(shè)備進行連接，通過它們對直流電源系統(tǒng)的不同運行數(shù)據(jù)進行采集，例如：充電機運行情況、電池電壓和內(nèi)阻、饋線開關(guān)情況，這些依靠光纖網(wǎng)、交換機等組合在一起的網(wǎng)絡(luò)通訊層，其會把所采集的相關(guān)信息傳送至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，對受到的信息處理之后分發(fā)給各個管理應(yīng)用層。為各種遠(yuǎn)程監(jiān)控終端給予分級管理的口令，根據(jù)不同的權(quán)限設(shè)置，可以改變變電站的信息及參數(shù)，實現(xiàn)相關(guān)遠(yuǎn)程控制的目的。

2 變電站直流電源系統(tǒng)功能的設(shè)計

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計

本地監(jiān)控系統(tǒng)被設(shè)置在不同的變電站端，采用RS232/RS485通訊形式實現(xiàn)連接直流電源主監(jiān)控系統(tǒng)的目的。通過電池均衡采集系統(tǒng)實現(xiàn)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(tǒng)實現(xiàn)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(tài)。通過與主流電源主監(jiān)控裝置通訊實現(xiàn)采集電壓、電流絕緣監(jiān)查等狀態(tài)，掌控好充電機的狀態(tài)轉(zhuǎn)換機修改。

2.2 電池均衡采集子系統(tǒng)的使用情況

該系統(tǒng)是由多數(shù)均衡采集模塊與某個電源相互組合而成，其傳感器網(wǎng)絡(luò)由RS485總線構(gòu)成，以此達到與本地監(jiān)控系統(tǒng)實時通訊的效果。均衡子集模塊是多個設(shè)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(tǒng)，讓放電設(shè)置在電壓高的電池上，電壓低的電池設(shè)置在充電的模式，以此來提升電池正常壽命，確保直流系統(tǒng)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(fù)的能力，這樣不會導(dǎo)致系統(tǒng)燒毀或短路的情況，保障整個系統(tǒng)的風(fēng)險在最低的狀態(tài)。

2.3 數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的設(shè)置情況

在通訊機房內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，選用光纖局域網(wǎng)實現(xiàn)與各個變電站實時通信的效果，可以對其發(fā)來的信息盡心實時的分析和處理，之后把信息分發(fā)給局域網(wǎng)的不同遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，也可以對子站發(fā)送的報警或保存的數(shù)據(jù)進行儲存，建立不同的子站直流電源系統(tǒng)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(tǒng)

2.4.1 設(shè)置單母線分段直流系統(tǒng)

如果具有兩套直流設(shè)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(shè)備退出運行模式，讓另一套設(shè)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(guān)的控制，達到遠(yuǎn)程實現(xiàn)蓄電池和興放電的操作。

2.4.2 設(shè)計單組蓄電池直流系統(tǒng)

如果只對一組蓄電池進行設(shè)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(yīng)容量的50%才可以進行操作。具體步驟如下，在確保本地監(jiān)控系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)進行監(jiān)視，如果出現(xiàn)異常情況，會立刻停止放電。

2.5 設(shè)計合理的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端

在局域網(wǎng)上設(shè)置全部的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，可以對所有變電站直流信息進行瀏覽，設(shè)計出各個變電站直流系統(tǒng)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(shè)置權(quán)限，對某個變電站其系統(tǒng)信息或參數(shù)進行修改，告警功能非常完善，可以通過對告警性質(zhì)的分級，保證系統(tǒng)的所有告警都可以及時發(fā)覺。

3 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段變電站直流系統(tǒng)的運行及維護管理已經(jīng)不能滿足智能變電站的需求，文中給出變電站直流遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)計，簡述了該系統(tǒng)的構(gòu)成及運行情況。根據(jù)實際應(yīng)用情況獲知，該系統(tǒng)可以實時掌握直流系統(tǒng)的運行情況，不僅節(jié)省人力和物理，也提升了直流電源的運行安全性。

參考文獻

[1] 李錦芳.對變電站直流系統(tǒng)管理信息系統(tǒng)的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（26）：163.

[2] 謝聰乾.變電站直流電源運行與維護的探討[J].機電工程技術(shù)，2011，40（4）：27-29，66.

[3] 林仲煒.淺析高頻開關(guān)直流電源柜在智能變電站的發(fā)展前景[J].天津科技，2013，40（4）：83-84.

[4] 馮琳.變電站繼電保護交直流電源串?dāng)_成因及解決對策分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)（下半月），2013，32（13）：82，91.

[5] 呂華林，張杰.一種變電站直流電源集成監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].電源技術(shù)，2012，36（12）：1863-1865.endprint