摘要：新一代智能变电站的大力建设，引发新型智能变电站系统研制的创新风潮，智能变电站交直流一体化电源系统将取代传统综合变电站，在智能变电站的系统升级及后续推广建设中逐步迎来广泛应用。不仅提高了电源系统的安全性、可靠性及稳定性，对常规变电中所存在的一系列问题进行有效解决，同时在一定程度上提高了变电站管理水平，极大的改善了智能化变电站电源系统运行的安全性与有效性。
关键词：变电站；交直流一体化；电源系统；设计；应用
引言：
站用电源是变电站安全运行的基础，随着变电站综合自动化程度的越来越高，以及220kV无人值守站的投运，相应提高站用电源系统整体的运行管理水平具有非常重要的意义。智能化变电站实现了一次设备智能化、二次设备网络化。交直流一体化站用电源系统，是借鉴智能化变电站核心思想，针对站用电源特点实现电源系统智能化。
1 变电站站用电源现状
一方面，经济性相对较差。当前，我国绝大部分变电站电源系统的各个子系统构件，由不同供应商分别设计各个子系统，资源不能综合考虑，造成配置重复，一次性投资显著增加。如：直流电源、UPS不间断电源、通讯电源、应急照明分别配置独立的蓄电池，浪费用严重；交流系统配置电源自动切换设备，充电模块前又重复配置，既浪费又使设备之间难于协调运行。另一方面，自动化程度不高。变电站传统电源系统所采用的是分散性设计或者组屏模式相对独立性的方式，对于多数变电站设备而言，则通常由不同单位进行对其进行不同程度的设计与调试，由于设备不同设计形式与调试方法等缘故，使设备难以达到使用的高兼容性、高性能、稳定性等的相关要求。此时，如开展网络管理很难达到预期的效果，且系统整体自动化程度相对较低。
2 变电站交直流一体化电源系统设计
2.1 站用交流电源
站用交流电源中包含很多部分，主要有自动转换开关、进线塑壳开关、电流互感器、智能电量仪表、馈线断路器、开关量采集模块等。这些部分保障交流电源能够输出到模块电源中，并且对电源系统具有较强的保护作用，从根本上促进电源的安全切换。其具体配置主要有两种模式：第一，当在站用交流电源下为一台自动转换开关设备时，那么其两路交流站用电源进线以单母线接线的方式进行连接。该情况比较适合35kV及以下的变电站；第二，当在站用交流电源下为两台自动转换开关设备时，在两路交流站用电源处进线，以两端单母线进行接线，该接线方式比较适合110kV及以下的变电站。为了提升站用交流电源的安全性，需要对其进行监控，主要对电源内部的两路交流进线和各个交流配电单元参数变化进行监控，通过RS485接口将站用交流电源的具体信息传递给交直流一体化电源系统控制中心。
2.2 直流操控电源
直流操控电源在一体化电源系统中的作用比较关键，无论站用交流电源是正常运行还是存在事故问题，其都能够为系统提供比较可靠的电力供应，并且还能够为变电站内部的所有控制单元提供电源。直流操控电源的内部组成与站用交流电源组成不同，其主要包含了直流配电单元、蓄电池组、母线调压装置、高频整流模块、绝缘监测装置、电池巡检装置和直流电源监控装置等模块。在直流操控电源的配置方面主要分为三种配置模式：第一，一组充电装置+一组蓄电池+单母线接线模式，这样的模式比较适用于35kV及以下的变电站；第二，一组充电装置+一组蓄电池+单母线分段接线模式，这种模式比较适用于110kV变电站；第三，两组充电装置+两组蓄电池+两段单母线接线模式，这样的模式比较适用于110kV和220kV及以上的变电站。交直流一体化电源系统对直流操控电源的应用提出了较高的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆具体要求如下：其一，在直流操控电源选择环节中，除了对于负荷的考虑，还需要进行UPS和INV以及DCDC负荷容量的具体计算；其通信DCDC主要由直流母线供应，因此DCDC的直流容量应该注重叠加到直流操作电源系统的运行负荷中，以满足一体化电源系统的实际需求。
2.3 交流不间断电源
为了保障一体化电源系统的稳定运行，系统中需要专用的交流不间断电源。该电源主要包含了电力专用UPS和INV两部分。这两种电源的应用模式不同，功能也不同。其中电力专用UPS的具体功能适用于电力系统的在线运行，为一体化电源系统中的计算机监控等重要的负荷消耗模块供电。INV的功能则不同，是一种备用模式，主要在变电站中出现事故时进行供电或者是对于负荷要求不高的模块进行供电。显然UPS与INV的实际功能不同，但是二者共同组成了一体化电源系统中的交流不间断电源，交流不间断电源的配置主要有六种方式：第一，一台UPS装置+单母线+自带旁路。在110kV以下的变电站中适用；第二，两台UPS装置+单母线+自带旁路+一主一从串联冗余。在220kV以下的变电站中适用；第三，两台UPS装置+单母线+自带旁路+一用备并列冗余。在110kV和220kV的变电站中适用；第四，两台UPS装置+两段单母线+自带旁路+互为备并列冗余，适合于22kV以上的变电站；第五，三台UPS装置+两段单母线+自带旁路+二主一从串联冗余，适合220kV以上的变电站。
2.4 DCDC通信电源
DC-DC通信电源在一体化电源系统中直接采用直流电压，为220V或者110V。在实际应用中，利用DC-DC通信电源将原有的通信电源装置改变，并能够与直流操控电源中的蓄电池组相互配合。
3 智能变电站交直流一体化电源系统的应用实践
3.1 智能站用交直流一体化电源系统的应用
在变电站智能化系统中，交直流一体化电源系统已经进入广泛推广及应用阶段，其直流一体化电源系统的核心，主要采用的是移相谐振软开发技术，自然冷却和风扇冷却各具优点，采用智能化技术，将风冷和自冷有机结合；直流馈线屏含有电压自动调节、电压自动监测、蓄电池运行监测以及绝缘监测等功能；220伏蓄电池组采用固定阀控全密封式蓄电池。通常情况下，是以交流供电的方式通过N+1冗余整流充电模块经直流馈线屏对变电站保护系统、综合自动化系统和计量测控系统等进行相应的供电，而当交流断电（正常或故障停电）之后，就会由蓄电池组通过直流馈线屏对变电站保护系统、综合自动化系统和计量测控系统（或自动切换为直流逆变对计量测控系统供电）等进行相应的供电。
3.2 安全性应用
相对于智能变电站而言，传统综合自动化变电站站用电源，如果电源系统或者整个电源系统中某一环节出了问题，就会影响到整个系统运行的安全性及稳定性，无形中增加了系统安全风险的产生几率。而智能变电站交直流电源系统的发展及应用，能够有效的避免上述类似问题，因为在交直流一体化系统中，系统运行线路布置的合理性及科学性，可以通过变电站站用电源进行适当的调整，且能够有效的将直流以及交流进行完全的分隔，从而最大限度的降低了安全事故的发生概率。
结束语：
变电站交直流一体化电源系统通过对相应电源之间的相互整合，实现了电源系统的稳定性和网络化发展，满足了目前智能化变电站的实际使用要求，同时在一定程度上提高了变电站电源系统的整体管理水平，在这样的情况下，也需要对其电源系统进行不断的设计改进，以此来保证变电站的安全稳定运行。
参考文献：
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[3]陈晓彬，邢文忠，孙玉彤，蔡昭宇.如何有效解决变电站站用交直流一体化的电源问题[J].自动化应用.2017（04）
论文作者:姚春要
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/11/16
标签：变电站论文; 电源论文; 系统论文; 母线论文; 交直流论文; 装置论文; 蓄电池论文; 《基层建设》2018年第26期论文;