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摘要：在变电站运行过程中，0.4kV站用交流电源是变电站内所有二次电源设备的主要用电来源，一旦在遇到突发性停电故障或者设备维护检修时，交流电源将失电，若不及时恢复供电，随着时间推移直流蓄电池能量耗尽，将导致整个变电站运行瘫痪。为了保证供电可靠性，需要利用应急电源车进行紧急供电，文章对0.4kV发电车应急电源应用现状以及现有发电车应急电源接入装置进行研究分析，并提出一种新型的发电车应急电源快速接入方案。
关键词：0.4kV站用交流电源；发电车应急电源接入装置；供电可靠性
1 引言
近年来，我国电力系统发展迅速，变电站逐渐趋向智能化发展，同时对供电可靠性的要求也日益提高。而变电站站用交流电源系统作为保证变电站正常运行的主要供电系统，其供电可靠性一直受到广泛重视。变电站交流电源应用十分广泛，小至变电站中的冷却、加热、照明供电；大至主变风机、闸刀电机，以及为断路器提供储能、为隔离开关提供操作电源等。同时，交流电源通过整流模块也对站内直流负荷进行供电。由此可见，站用交流电源的存在尤为重要，一旦发生故障，若不能及时恢复供电，将造成整个变电站交流电源缺失，导致开关跳闸、设备损坏，甚至变电站系统运行瘫痪等严重后果。为此，在变电站中通常使用独立的蓄电池组作为交流失电后的后备电源。为防止检修时间过长而使直流应急电源电能耗尽，同时也会配置发电车应急电源进行持续供电。
2 发电车应急电源应用现状
发电车应急电源是为重要负荷提供电源支撑的最后一道保障，是保证电力系统安全可靠运行的重要措施，对提高电网供电可靠性意义重大。绝大部分发电车应急电源被作为线路检修、故障停电或自然灾害抢修时的交流应急电源。其通常具有技术参数高、可移动灵活性强、安全环保等优点。特别在变电站中作为交流应急电源被广泛应用。当变电站站用交流电源停电时，可将发电车应急电源开至故障地点，通过发电机接入装置将发电车0.4kV交流电源接入系统中为站内重要负荷持续供电。
3 发电车应急电源快速接入装置研究
3.1发电车应急电源接入装置发展现状
当发电车应急电源接抵达故障现场时，传统接入方法是由现场工作人员断开低压进线开关和高压进线开关，并连接接地线，然后使用扳手和螺栓紧固的方法将应急电源A、B、C相及零线的电缆接入低压侧母排进行供电。显然，这种接入方法的工作量大，耗时长，无法实现发电车应急电源与用电侧的快速、安全对接。发电车应急电源接入装置的研制很大程度地解决了在传统接入方法中存在的操作复杂、接线时间长、发电车线缆与低压侧母排连接不匹配、连接点容易脱落等问题。但在设计方案上仍然存在如下缺点：
（1）接线安装不够简单便捷，一般要花费数个小时才能安装完毕，严重影响了电源恢复时间；
（2）现有发电车应急电源接入装置中设置有与发电车A、B、C相及N线插头对接多个插座，且在结构设计上插头与插座无防呆保护，一旦工作人员出现误操作，将造成电源短路、设备损坏等故障；
（3）通常在发电车应急电源接入装置内设有相序检测装置，用于检测发电机电源相序，只有当与市电相序一致时才可接入用电侧，否则将会造成电机反转、用电设备损坏、继电保护误操作等故障。但是传统应急发电机电源进线相序检测方案耗时长，也会影响应急电源的接入速递。
针对上述问题，文章提出了一种发电车应急电源快速接入装置设计方案，可实现发电机应急电源与用电端的安全、快速对接，进而满足故障检修时的快速安全可靠复电要求。
3.2发电车应急电源快速接入装置方案设计
如图2所示，发电车应急电源快速接入装置采用整体模块化设计，安装于变电站低压交流电源系统室外发电机进线箱内，是发电机进线箱的输入单元。发电车应急电源快速接入装置由发电机接入插座、相序检测装置与温湿度检测装置构成，安装于模块外测方便连接操作和观测数据，模块背面为输出铜排与发电机进线箱上层断路器开关相连。
3.2.1发电车应急电源快速接入口
发电车应急电源快速接入口采用插头与插座对接设计，其中发电机接入插座安装于发电车应急电源快速接入装置内，可与发电车应急电源侧线缆插头快速对接。相对于传统发电车应急电源接入装置接入口有如下创新点：
（1）A、B、C相，以及N、PE线插孔不对称设计，发电机电源进线插头与发电机接入插座中的插孔只有唯一的正确对接方向，其他方向将无法插入，可防止误操作将插头错相插入，发生故障；
（2）插座外观采用半椭圆设计，使操作人员连接操作时可直观判断插座方向，能够快速准确完成对接（如图3所示）；
（3）在发电机接入插座插孔内设计有双重触头，可起到增加接触面积，提高可靠性的作用（如图4所示）。由于发电机电源进线插头采用的是铜质圆柱形插针，在插座部分铜管插孔内壁增加一组弹性接触面，可产生冗余2倍的载流量，使插座接触插头插针时的接触电阻减少，可靠性显著提高。
3.2.2相序检测技术原理
相序检测装置是以由矩阵式转换开关构成的相序表实现快速检测，其工作原理是：发电机输入三相电源序与转换开关三相端子对应连接，当输入电源相序与转换开关端子相序一致时，转换开关常闭触头保持闭合状态，控制回路正常工作；当输入电源相序与转换开关端子相序不一致或是缺相时，转换开关常闭触头断开，控制回路处于开路状态，发电机电源将无法接入，从而实现自动判相以及相序保护功能。
矩阵式转换开关，快速检测相序：
温湿度检测装置采用常规检测方法，通过温湿度传感器以及控制电路实现箱体内温湿度环境检测，控制排风降温装置工作。
4 应用前景
发电车应急电源快速接入装置可安装于各变电站低压交流电源系统室外发电机进线箱内，实施改造后发电机进线箱直接与交流电源屏母线相连，当交流电源故障时，应急发电车开往现场，启动发电机后，优化了传统应急箱A/B/C/N多个插头无结构防呆、接入速度慢、相序检测浪费时间等弊端，快速插入，迅速检测，使接入过程一步到位。
由于其接入操作简单快捷，且具有自动判相及相序保护、防带电操作、防倒送电、防带点插拔等相关的安全防护，因此在电力系统发电、变电、配电各环节中有很大的应用推广价值，可为抢修救灾、保护供电、临时性保护供电提供可靠应急电源。
5 参考文献
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论文作者:李崇仁1, 李肖莎1, 黄小荣1, 黄小龙2
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/5
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