（深圳供电局有限公司 深圳市罗湖区 518000）
摘要：随着110kV变电站一、二次设备自动化程度的大幅技改和建设，对110kV变电站站用交直流、逆变电源设备的安全可靠性提出了更高的技术要求。站用电源系统是变电站一、二次设备安全运行的基础，相应提高站用电源系统一体化设计装配水平和设备运维水平具有非常重要意义。本文重点阐述了110kV变电站并联式一体化站用电源系统的原理，以及并联式交流、逆变、磷酸铁锂电池主接线的特性。根据变电站传统站用电源系统的实际问题、结合综合自动化变电站的特点等方面，提出一种结构紧凑、经济可靠、绿色环保、安全稳定的110kV变电站并联式一体化站用电源系统的原理和设计。
关键词：并联式一体化站用电源系统、并联式交流、并联式电池、并联式逆变
Power system principle of 110kv substation and integrated station
Liu hui
（Shenzhen Power Supply Bureau 4020 Shennan East Road，Luohu District，Shenzhen 518000）
Abstract：with the 110 kv substation primary and secondary equipment automation degree of technical renovation and construction，sharply to 110 kv substation station with ac/dc，the safety and reliability of the inverter power supply equipment put forward higher technical requirements. The power supply system is the foundation for the safe operation of substation and secondary equipment，and it is of great significance to improve the design and assembly level and equipment operation and maintenance level of the power supply system.This paper focuses on the principle of power supply system for 110kV substation and integrated station，as well as the characteristics of connection type communication，inverter and main wiring of lithium iron phosphate battery. According to the practical problems of power supply system in substation tradition，combined with the characteristics of the integrated automation substation，etc.，put forward a kind of compact structure，reliable economic，green environmental protection，secur ity and stability of 110 kv substation parallel integration principle and design in power system.
Keywords：simultaneous integration station with power supply system，parallel communication，parallel battery，and connected inverter.
1站用电源系统现状分析
变电站站用电源系统由交流电源设备、直流电源设备、蓄电池组、UPS电源设备、应急发电机快速接入电源设备、检修电源箱及相关交直流、逆变电源馈线电缆等组成，各主要单元设备均是采用分散设计，独立组屏，并由不同的设备生产厂家设计、安装、调试，与综合自动化系统的通信也是采用不同的通信协议。这种分散运行模式存在以下问题：
1）装置规约分散。由不同设备生产厂家提供的各主要单元设备的控制装置通信规约不同，不能兼容，缺陷处理难度大，降低设备运行可靠性。
2）设备故障率高。直流电源设备采用阀控式铅酸蓄电池串联54节或108节作为变电站蓄电池组，长期处于浮充状态运行，由于阀控式铅酸蓄电池的特性，易于引起单体蓄电池电压偏差大、内阻增大，导致蓄电池组开路；逆变电源设备采用单一模块运行，但发生故障时，难以修复，导致缺陷长期存在。
2并联式一体化站用电源系统原理
110kV变电站并联式一体化站用电源系统是由站用交流电源设备、直流电源设备、逆变电源设备、检修电源箱、应急发电机快速接入电源箱、事故照明系统、及相关交直流电源馈线网络等组成。并联式一体化站用电源系统屏由2面380V站用电进线屏、2面380V交流馈线屏、2面直流充电机屏、2面直流馈线屏、1面并联式逆变电源屏、2面并联式磷酸铁锂电池屏共11面电源屏组成。其中并联式磷酸铁锂电池屏包括3组34节50AH磷酸铁锂电池以串并联的方式和电池监测装置设计成12V/150AH的插拔式锂电池模块组成150AH蓄电池组；并联式逆变电源屏是由6台1.5kVA可并联式逆变电源模块和2台主备同步控制装置组成逆变电源设备。如图1所示：
图1：变电站并联式一体化站用电源系统主接线图
详见图1，变电站并联式一体化站用电源系统正常运行时，变电站10kV1M、2M两台200kVA站用变变低电源经4条低压电力电缆分别供电给380V站用电进线电源屏额定容量400A的1QF、2QF、3QF、4QF塑壳开关，再通过额定容量400A的#1ATS、#2ATS带旁路切换开关分别供电给380V1M、2M交流母线。从380V站用交流母线额定容量63A的馈线开关1QF2、1QF3、2QF2、2QF3取电380V交流电源分别供电给并联式一体化电源直流回路的#1充电装置、#2充电装置，并对#1并联式磷酸铁锂蓄电池组和#2并联式磷酸铁锂蓄电池组进行浮充电，同时经额定容量200A的3ZK、4ZK刀闸式转换开关分别供电给DC110V1M和DC110V2M的直流馈线负荷。再从110V直流母线额定容量50A的馈线开关1ZK1、2ZK1取110V直流电源分别供电给#1至#6并联式逆变器，同时经过#1同步控制装置分别给AC2201M、AC2202M的逆变馈线负荷供电，#2同步控制装置做为备用。
1）并联式交流电源主接线特性
2）并联式交流电源主接线特性主要体现在带旁路开关的ATS插拔式装置，例如#1ATS定检或故障时，可手动合上旁路开关，#1ATS开关“I”电源位置直接与旁路开关并联，380V1M由旁路开关供电，#1ATS以热插拔方式退出到检修或者试验位置，不影响380V1M交流馈线供电电源。
3）并联式电池主接线特性
4）并联式电池主接线特性主要体现在磷酸铁锂蓄电池的串并联热插拔电池装置，12V热插拔锂电池装置由12节50AH磷酸铁锂电池以3节/1小组并联再把4小组锂电池串联装设组成，并由8台12V热插拔锂电池装置和1台6V热插拔锂电池装置组装成整套蓄电池组。详见图2，例如发生2节及以下蓄电池开路时，可由并联式第3节电池供电，并可以确保整套蓄电池组不开路，且蓄电池组容量可保证变电站事故放电情况下，直流母线供电2小时以上的指标。
图2：并联式可热插拔磷酸铁锂电池组接线图
5）并联式逆变主接线特性
6）并联式逆变主接线特性主要体现在可并联逆变器和柔性并联装置，详见图1的并联式一体化电源逆变回路部分，例如发生单台逆变器故障时，可直接热插拔抽出逆变器进行检修；如发生整组逆变器故障时，可由#1或#2同步控制装置控制柔性并联装置联络逆变AC220V1M或2M，确保逆变电源母线不断电，且可以完全隔离故障部分，由于各主要部件都是热插拔方式，杜绝了人身触电隐患。
3结束语
110kV变电站并联式模块一体化站用电源系统是对现有变电站站用电源设计和管理新模式的探讨，它符合结构紧凑、经济可靠、绿色环保、安全稳定、技术先进、运维方便等站用电源设备的设计路线。特别是一线城市变电站或室内变电站的设计和应用，节省了变电站基建用地，可以带电运维，起到减员增效的效果，具有良好的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]胡晓霞，380V站用电系统的交流负荷分类及主馈开关改造方案，技术与市场，2015年第22卷第9期。
论文作者:刘惠
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/21
标签：变电站论文; 设备论文; 装置论文; 蓄电池论文; 锂电池论文; 系统论文; 磷酸论文; 《电力设备》2018年第13期论文;