前 言：

智能一體化的電源系統(tǒng)，能夠有效的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信、監(jiān)控、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)等細(xì)節(jié)一體化的運(yùn)作。通過介紹站用電源交直流一體化系統(tǒng)，提出變電站站用交直流一體化電源模塊的解決方案，結(jié)合實(shí)際工業(yè)用處，頂源電源小編：給大家論述電源模塊的實(shí)際效用。

一. 引言 智能變電站一體化電源借鑒了直流、交流一體化不間斷電源系統(tǒng)的核心思想，解決了以往比較松散的交流電、直流電源操作電源部分。因傳統(tǒng)變電站站用電源各主要元器件分散設(shè)計(jì)，組屏后不同廠家五花八門，后臺(tái)集中監(jiān)控與各個(gè)廠家進(jìn)行溝通交流，分析協(xié)議獲取數(shù)據(jù)，專業(yè)維護(hù)極不方便，隨著國網(wǎng)智能化的大力發(fā)展，迫切需要一個(gè)統(tǒng)一的智能一體化電源系統(tǒng)。

二. 傳統(tǒng)站用電源現(xiàn)狀分析 傳統(tǒng)變電站站用電源分為交流系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、UPS、通信電源系統(tǒng)等，各子系統(tǒng)采用分散設(shè)計(jì)，獨(dú)立組屏設(shè)備由不同的供應(yīng)商生產(chǎn)、安裝、調(diào)試，供電系統(tǒng)也分配不同的專業(yè)人員進(jìn)行管理。

這種模式存在的主要問題：

(1)站用電源自動(dòng)化程度不高。由不同廠家供應(yīng)商提供的各子系統(tǒng)通信規(guī)約一般不兼容，難以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。

(2)經(jīng)濟(jì)性較差。站用電源資源不能綜合考慮，使一次投資顯著增加。

(3)安裝、服務(wù)協(xié)調(diào)較難。各個(gè)供應(yīng)商由于利益的差異使安裝、服務(wù)協(xié)調(diào)困難，遠(yuǎn)不如站用交直流電源一體化的“交鑰匙工程”模式順暢。

(4)運(yùn)行維護(hù)不方便。交流與直流系統(tǒng)由變電人員進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，UPS由自動(dòng)化人員進(jìn)行維護(hù)，通信電源由通信人員維護(hù)，人力資源不能總體調(diào)配，通信電源、UPS等也沒有納入變電嚴(yán)格的巡檢范圍，可靠性得不到保障。

三. 變電站交直流一體化,電源模塊79868.cn.的解決方案 變電站站用交直流一體化電源系統(tǒng)是使用系統(tǒng)技術(shù)，針對(duì)變電站站用交流、直流、逆變、通信電源模塊整體，根據(jù)實(shí)際問題、發(fā)展現(xiàn)狀提出解決方案的站用電源系統(tǒng)。下面以已運(yùn)行的站用電源交直流一體化系統(tǒng)說明其以系統(tǒng)技術(shù)研究站用電源的方法，典型方案(以110 kV變電站為例)。 110 kV及以上變電站宜按雙重化配置方案，方案解析：

(1)容量設(shè)計(jì)：全站配置兩組蓄電池和充電機(jī)，一般的110 kV電站容量可按 300 AH/組設(shè)計(jì)，220 kV電站500 AH/組。傳統(tǒng)的站用電源配置方案中，通常一個(gè)110 kV電站配置兩組 300 AH 蓄電池和兩組充電機(jī)供變電運(yùn)行負(fù)荷，通信設(shè)備由另兩組獨(dú)立的蓄電池(300 AH/48 V)和充電機(jī)供電，一些 UPS也帶有自己的蓄電池。但通過對(duì)變電站站用負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)分析，我們得出：不是重要的通信樞紐站，沒必要采用獨(dú)立通信電源。一個(gè)普通的 110 kV電站正常直流負(fù)荷約為8 A左右，通信設(shè)備主要是一臺(tái)光端機(jī)，功率1千瓦，折算為 110 V約9 A，正常供電，一臺(tái) 60 A充電機(jī)已經(jīng)完全滿足全站運(yùn)行要求，按雙重化配置兩臺(tái)已經(jīng)非?？煽?。在全站失壓事故下，事故照明、UPS 等交流負(fù)荷切換為蓄電池供電，這部分負(fù)荷設(shè)計(jì)容量在30 A(110 V)左右，即使全站事故照明一起開，也可以滿足重要負(fù)荷超過10 小時(shí)的事故供電。另外，在一體化監(jiān)控的智能平臺(tái)上，我們可以對(duì)站用電源進(jìn)行程序化控制，事故情況下，按預(yù)設(shè)輪次對(duì)負(fù)荷進(jìn)行減載，保證事故供電最大利用率。

(2)通信電源解決方案：通信設(shè)備直接采用 220 V或110 V電源模塊，通信電源從兩組直流母線直接拉兩路專用饋線至通信機(jī)柜，并在通信柜進(jìn)行兩路電源，110 kV及以上變電站交直流一體化電源模塊典型配置圖自動(dòng)切換。 目前通信設(shè)備一般采用 48 V電源，所以在一些直流一體供電方案中，采用了用DC/DC模塊變換成48 V供通信設(shè)備使用，

但這種方案存在不足：

(1)技術(shù)上存在弱點(diǎn)。如果通信機(jī)房有多臺(tái)通信設(shè)備，各通信設(shè)備采用支路帶空氣開關(guān)供電方式，存在DC/DC 模塊與分支開關(guān)配合問題，一回支線發(fā)生故障，DC/DC 模塊可能會(huì)比空氣開關(guān)先動(dòng)作，造成全部通信設(shè)備失壓。

(2)光端機(jī)等通信設(shè)備實(shí)際工作電壓并不是48 V，而是 15 V和5 V，像所有微機(jī)保護(hù)一樣，裝置通過自身的電源模塊進(jìn)行 DC/DC 轉(zhuǎn)換，把外面電壓轉(zhuǎn)換成 15 V和5 V內(nèi)部工作電壓，由 220 V直接轉(zhuǎn)換成15 V和5 V和由 48 V轉(zhuǎn)換成 15 V和5 V，對(duì)通信設(shè)備也只是電源模塊選擇的問題，沒有任何技術(shù)上的困難。同時(shí)，由 48 V的弱電供電方式的一些弱點(diǎn)也是有目共睹的，弱電容易受干擾，在通信專業(yè)抗干擾、防雷等方面措施就比其它專業(yè)要求更高，甚至采用 48 V正極接地方式，這些對(duì)運(yùn)行都是不利的。因此，在站用電源一體化供電的模式下，可以把全站各專業(yè)電源統(tǒng)一到一個(gè)電壓等級(jí)。

(3)不間斷電源設(shè)計(jì)：采用逆變器直接掛于母線上代替，取消獨(dú)立 UPS。

(4)交流系統(tǒng)設(shè)計(jì)：采用智能 ATS 開關(guān)實(shí)現(xiàn)兩路電源自動(dòng)切換，取消傳統(tǒng)站用380 V電源備自投配置。

四. 現(xiàn)階段站用電源交直流一體化系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)

(1)建立站用電源統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)智能平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)在一個(gè)平臺(tái)上對(duì)整個(gè)電站電源的交與直流系統(tǒng)、逆變電源系統(tǒng)、通信進(jìn)行監(jiān)控和分析，一體化監(jiān)控模塊通過以太網(wǎng)口、IEC61850 規(guī)約，實(shí)現(xiàn)與智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的無縫銜接，同時(shí)也可繼續(xù)保留 RS232/485 接口，適用于各類變電站。

(2)優(yōu)化原監(jiān)控模塊電路，減低功耗，實(shí)現(xiàn)低碳、環(huán)保目標(biāo)。

(3)監(jiān)控主要可采用 LINUX 操作系統(tǒng)內(nèi)核，安全穩(wěn)定性可以更高。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全參數(shù)本地和遠(yuǎn)端監(jiān)控，滿足“四遙”及無人值守需要。

(4)自動(dòng)按照蓄電池充放電進(jìn)行智能管理，有效延長蓄電池壽命。

五. 投運(yùn)的一體化電源設(shè)備仿真運(yùn)行結(jié)果 2015年9月，變電站交直流電源一體化由廣州頂源電子有限公司九墩變投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了充電機(jī)性能分析、蓄電池性能分析、直流環(huán)網(wǎng)柜的智能告警、定值錯(cuò)誤告警等應(yīng)用功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站交直流運(yùn)行狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)一體化管理，極大的提高了變電站交、直流系統(tǒng)的決策分析水平。

六. 目前投運(yùn)一體化電源設(shè)備可以改進(jìn)的地方目前一體化電源大多采用閥控式鉛酸蓄電池，即通常所說的免維護(hù)蓄電池(無需加酸加水)，因蓄電池的運(yùn)行環(huán)境對(duì)其性能影響很大，但無人值班變電站又無法遠(yuǎn)程啟動(dòng)調(diào)溫設(shè)備，如空調(diào)、風(fēng)機(jī)等。因電池長期處于浮充狀態(tài)，極板活性物資易硫化，當(dāng)活性物資越來越少時(shí)，電池的放電能力越來越差，直至放不出電。 許多缺乏電池測(cè)試和維護(hù)計(jì)劃的電源系統(tǒng)用戶都已得到了這樣一個(gè)慘痛的教訓(xùn)，即：在市電斷電時(shí)，系統(tǒng)沒能維持幾分鐘就陷入癱瘓。引起這一嚴(yán)重后果的因素源于蓄電池，由于蓄電池正常處于浮充電狀態(tài)，傳統(tǒng)測(cè)量電壓的方法很難確認(rèn)蓄電池的好壞。一旦發(fā)生事故，而蓄電池又不能正常供電，其后果非常嚴(yán)重。 目前，人們已經(jīng)意識(shí)到通過對(duì)單體電池的電壓、內(nèi)阻檢測(cè)可以有效快速判斷出優(yōu)劣。因此制定一個(gè)完整、有效、蓄電池在線監(jiān)測(cè)管理規(guī)程是非常重要的，使得從“定期檢修”逐漸過渡到“狀態(tài)檢修”。從長遠(yuǎn)來看，不僅能確保系統(tǒng)安全運(yùn)行也可以節(jié)約大量維護(hù)成本及不必要的損失。 近3年來，因變電站直流電源的故障已經(jīng)引發(fā)了多起大面積停電重大事故，損失巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，約60%的 電源設(shè)備事 故由蓄電池故 障引起,尤其通訊電源的維護(hù)不盡如人意，且往往不配置蓄電池巡檢儀。

在實(shí)際中：

(1)大多數(shù)“免維護(hù)”電池使用壽命比預(yù)計(jì)的要短很多；

(2)電池安裝以后可能沒有專人管理；

(3)手工檢測(cè)很困難，數(shù)據(jù)分析需要專業(yè)知識(shí)；

(4)很多場合不具備定期放電檢查的條件；

(5)電池放電測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn)很高；

(6)大部分電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只采集了電池的電壓，反映不出全面問題。因此智能一體化電源蓄電池監(jiān)控需要大力改進(jìn)，能夠監(jiān)控電池的充電電壓、充放電電流，且能自動(dòng)啟動(dòng)定期均充。蓄電池在線監(jiān)測(cè)管理就要把握電池的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，確保蓄電池能夠提供足夠的后備動(dòng)力。主要包括：預(yù)警落后電池；改善電池的使用條件；掌握電池的當(dāng)前狀況，尤其是電池的容量衰減；及時(shí)處理有問題的電池，避免停電后設(shè)備癱瘓；實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控和遠(yuǎn)傳，降低維護(hù)合管理成本，提高社會(huì)效益。

七. 結(jié)語

變電站站用電源交直流一體化系統(tǒng)立足用系統(tǒng)技術(shù)研究站用電源模塊，是對(duì)現(xiàn)有變電站站用電源設(shè)計(jì)和管理新模式的探討，它符合結(jié)構(gòu)合理，技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)維方便的技術(shù)發(fā)展路線。運(yùn)行技術(shù)先進(jìn)，維護(hù)方便，運(yùn)行安全可靠，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可在電網(wǎng)中推廣應(yīng)用.了解更多電源模塊資訊：79868.cn

廣州頂源電子科技有限公司

地 址：廣東省廣州市天河區(qū)科學(xué)城敬業(yè)三街7號(hào)玉樹工業(yè)園D棟4樓

電 話：020-82019000

傳 真：020-82019111

郵 箱：sales@gztoppower.com

網(wǎng) 站：http://79868.cn