前維護的智能直流電源系統(tǒng)

摘 要：隨著國家電網(wǎng)變電站建設(shè)的需求，直流電源供電系統(tǒng)朝著標準化、模塊化、智能化方向發(fā)展。近年來，由于預(yù)裝式（集裝箱）變電站的要求，前維護智能直流電源系統(tǒng)應(yīng)運而生。目前市場上能實現(xiàn)前維護智能直流電源系統(tǒng)的設(shè)備，不同廠家有不同的結(jié)構(gòu)形式，僅是局部功能實現(xiàn)了前維護，其通用性不高，系統(tǒng)性不強。為了改變這一現(xiàn)狀，現(xiàn)研發(fā)一種可以實現(xiàn)前維護智能直流電源系統(tǒng)設(shè)備，將系統(tǒng)中的各功能模塊和器件全部實現(xiàn)可前接線、前維護，并智能化、模塊化。同時也提高了系統(tǒng)安全可靠、性能穩(wěn)定等關(guān)鍵品質(zhì)指標，成本在同類產(chǎn)品中，也有很大的競爭力。

關(guān)鍵詞：前接線；前維護；模塊化

引言

近幾年，隨著電力系統(tǒng)標準配送式變電站的試點，對直流電源系統(tǒng)的操作、維護、接線提出更高要求。要求柜內(nèi)設(shè)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(tǒng)要系統(tǒng)性解決以下問題：

在屏柜位置空間和屏內(nèi)部空間有限的情況下：

（1）進線和出線要能實現(xiàn)前接線、前維護；（2）關(guān)鍵器件-AC/DC高頻充電模塊要能實現(xiàn)前接線、前維護；（3）饋線開關(guān)和絕緣監(jiān)測霍爾要能實現(xiàn)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(xiàn)前接線、前維護。

1 智能直流系統(tǒng)簡述

1.1 智能直流電源系統(tǒng)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(nèi)阻測量、電流測量與管理、絕緣監(jiān)測、饋線開關(guān)位置和跳閘監(jiān)測等。

主要電器元件：

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

二次元器件：交流監(jiān)測及控制單元、直流監(jiān)測單元、開關(guān)量監(jiān)測單元、電池巡檢單元、絕緣檢測單元、直流監(jiān)控等。

1.2 智能直流電源一次系統(tǒng)圖

1.2.1 一組蓄電池直流電源系統(tǒng)（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(tǒng)解決方案

上述對智能直流系統(tǒng)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(fā)思路論述和實踐結(jié)果階段性總結(jié)。

下面按功能單元進行介紹：進線和出線、關(guān)鍵器件-AC/DC高頻充電模塊、饋線開關(guān)和絕緣監(jiān)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(xiàn)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(fā)一種集饋線開關(guān)、絕緣檢測和開關(guān)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(qū)域具有獨立更換、獨立生產(chǎn)功能。見后饋線模塊圖示。

2.2 關(guān)鍵器件-AC/DC高頻充電模塊實現(xiàn)前接線、前維護

研發(fā)一種可將原充電模塊（包括并聯(lián)電池系統(tǒng)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(guān)和絕緣監(jiān)測霍爾要能實現(xiàn)前接線、前維護

研發(fā)一種集饋線開關(guān)、絕緣檢測和開關(guān)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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)濟價值成本舉例分析

目前開發(fā)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(guān)：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(jié)束語

以上是作者基于多年對直流電源供電系統(tǒng)設(shè)計、檢驗、現(xiàn)場維護調(diào)試經(jīng)驗，根據(jù)行業(yè)發(fā)展和用戶的需求，現(xiàn)從直流系統(tǒng)研發(fā)設(shè)計前端著手開發(fā)新的可實現(xiàn)前接線、前維護的整體方案。目前已在多個預(yù)裝式變電站應(yīng)用，用戶很滿意。

因前接線、前維護還處于研發(fā)成果試用階段，思路和實現(xiàn)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(tǒng)產(chǎn)品做成世界級的精品而一起努力。

參考文獻

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