摘要：站用交直流电源为变电站电力设备提供稳定、高质量的电源，是变电站安全可靠运行的保障。智能变电站建设对站用交直流电源提出了更高的要求。本文通过介绍变电站交直流电源系统一体化设计、一体化监控，实现站用交直流电源的最优设计，符合智能变电站建设的要求。
关键词：变电站；交直流一体化电源系统；设计和应用
引言
站用电源系统是变电站安全运行的基础，它担负着整个变电站内电气设备、辅助控制系统可靠、不间断供电的艰巨任务。随着数字化变电站、智能变电站的不断推广，变电站综合自动化程度的越来越高，对电源系统的可靠性、经济性、节能性等也提出了更高的要求。因此交直流一体化电源系统以其结构简单、智能经济的优势而得到广泛应用。
1.交直流一体化电源系统特点
交直流一体化电源实际上就是把各种电源结合到了一起，通过统一监视控制来起作用。详细分析当前交直流一体化电源系统就会发现它具有以下几个特点：
一是安全性和经济性得到有效提高。与传统电源设备相比，交直流一体化电源系统检修起来更加方便。这主要是因为该电源系统采用的是全模块设计，系统的绝缘防护功能得到了有效提高。不用停电时就可以实现对一般故障模块的更换。此外该系统本身是没有跨越二次电缆以及外引二次接线的。单个模块是能够进行独立检修的。二是整合了电源系统，更有助于实现智能化和网络化。电源系统的一体化能够实现对整个变电站各个电源的监控和分析。能够有效解决各个电源之间的通信兼容问题，这对于提升变电站的智能化程度是有非常重要的意义的。三是管理水平得到有效提高。当前交直流一体化电源系统的建设能够实现更加快捷、及时以及准确的管理。工作人员通过观察系统设置的各种数据来进行历史数据管理、报警处理等工作。在该系统的实现过程中所有的设备都是由统一厂家来供应的，这在一定程度上就很容易解决所有站用电源问题。
2.当前传统变电站存在的问题
交直流一体化电源本身是分成二次直流系统、交流系统、通信电源系统、UPS电源以及各个子系统的。详细分析传统变电站就会发现表现最为典型的是以下三个方面的问题：
一是维护起来比较困难。由于当前的设备通常是由不同供应商来进行生产、安装以及调试的，针对电源系统的管理也是由不同工作岗位的专业人员来管理的。因而在实际工作过程中还存在着各个部门之间难以协调、运行维护不方便以及自动化程度不高等问题。电源系统是个统一的整体要实现对其的维护就需要从各个方面，由各个不同部门、不同的售后服务人员来进行处理。正是因为牵涉人员过多、需要由不同部门的人员都各自到位之后才能维护。这在一定程度上就使得维护变得更加困难。二是没有专业地系统管理。当前，在变电站中设备通常采用的是IEC61850协议，该协议的应用能够有效解决兼容问题。但是需要注意的是到目前为止还没有专业地统一地监控设备来对整个占用电源进行有效管理，还无法实现系统的数据共享，还不能够实现状态检修。三是性价比差。性价比是衡量电源系统的重要指标。用这个指标来衡量当前变电站的电源系统就会发现存在着典型的性价比差的问题。
3.变电站交直流一体化电源系统设计方案
3.1交流电源子系统
站用交流电源系统采用单母线分段接线，正常分列运行。站用电设置两台站用变，两台站用变低压侧均接于380/220V站用电母线，各带一段运行，并能实现自动切换。
（1）应用具有并联特性的智能电池组件和阀控式铅酸蓄电池进行直流电源的科学设计，以最小的投资获得最大的应用效果。
（2）对二次设备内中的部件与设备进行科学维护。如：设计两套独立直流电源系统，使得220V直流通过隔离后可以变换为48V，最终为通信负荷提供电源上的保障。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（3）采用通讯与站用直流系统公用蓄电池系统配置，保障其具有2h放电时间的要求，减少通讯蓄电池投入。
3.2直流电源子系统
站用直流电压选用220V。直流电源采用两段单母线接线，两段母线间采用隔离开关联络，每段母线接一组蓄电池组和一套充电装置。配置两套高频开关电源充电装置，每套模块N+1冗余配置。蓄电池事故放电时间按2小时考虑，配置两组220V阀控式密封铅酸蓄电池组。
应用双电源智能化自动切换开关，可以有效地对交流电源线路进行控制与监测。这种开关不仅可以对交流电源线路进行电气闭锁，还可以进行机械闭锁，从根本上保障电源的安全切换。另外，应用双电源智能化自动切换开关还可以对变电站中的集控中心和监控系统进行远端切换。事实表明，这种应用方式有利于变电站事故处理与倒闸操作，全面提高了交流电源进线的可靠性，最终提升了交直流一体化电源系统的应用质量和水平。
3.3通信电源子系统
通信直流系统配置两套独立的通信DC/DC模块，分别接在站用直流系统的不同母线上，从该系统获取安全可靠的直流电源并有效隔离变换成48V后为通信负荷提供工作电源。
所有馈线开关智能模块化，即将一定数量的馈线开关及其传感器、智能电路集成在一个机箱内，采集、开关量输入、开关量输出、控制等二次线在机箱内解决，模块外部无二次接线；每套DC/DC电源转换装置配置1台通信监控装置；馈线监测模块与通信监控装置通信，通信监控装置通过网口方式接入一体化监控装置，实现对通信电源的监控和管理。
3.4逆变电源子系统
全站配置两套逆变电源，并列运行。逆变电源通过网口方式接入一体化监控装置，实现对逆变电源的监控和管理。
3.5交直流电源一体化监控装置
配置1台一体化监控装置，一体化监控装置通过以太网方式与各子电源系统通信，接收各子电源系统的信息，采用DL/T860标准协议接入变电站计算机监控系统的站控层网，上传各子电源系统的信息，并接收调度端的遥控命令，实现对一体化电源系统的分散数据采集和集中管理，实现一体化电源的远程监控和管理。
3.6交直流一体化电源系统与常规交直流电源系统比较
常规交流、直流分离设计，分别配置交流监控（或不配置）、直流监控，无统一通信接口；智能交直流电源系统由一体化监控器负责交流、直流监控，对上一个通信接口；智能化程度高，调试、维护方便，降低运行成本。
结束语
将变电站内使用的交流电源、直流电源、通信电源、UPS电源等电源系统，通过一体化监控、网络通信、系统联动等方法，实现网络智能化、站用电源安全化，解决了传统分离式电源系统的弊端，增强了电源系统的灵活性和可靠性，提高了变电站智能化水平及站用电源管理水平，降低了工程总投资，减少了总维护费用，实现了站用电源系统与变电站辅助设备的网络智能化管理。综上所述，交直流一体化电源系统优化后技术先进、性能可靠、节能环保、符合“两型一化”设计理念和智能化变电站设计规范。
参考文献：
[1]焦国锋，雷宏.智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用[j]-陕西电力，2010（10）.
[2]乔峻.智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用[J]科技资讯，2011（31）.
[3]常光旗，杨毅.10kV智能变电站关键技术研究[J].湖南水利水电，2011（02）
[4]肖保军.浅探数字化变电站发展策略与改造模式[J].中州煤炭，2010（12）
[5]张义国.智能变电站的发展[J].中国电力教育，2010（33）
论文作者:蔡长春
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
标签：电源论文; 变电站论文; 系统论文; 交直流论文; 通信论文; 装置论文; 智能论文; 《电力设备》2019年第6期论文;