（中化兴中石油转运（舟山）有限公司 舟山市 316000）
摘要：某大型油库35KV高压配电室及成品油高压配电室内两台直流屏于2007年投运至今已有十多年，随着电力技术的不断发展，电力需求的不断增加以及产品的老化、电气产品各种性能下降，可靠性和操作性落后，长期以来一直困扰着使用部门。该大型油库高压系统原有的直流系统已不能满足现有电力发展要求，急需要采用科学、经济的措施对其进行改造。为确保我司库区高低压电气设备的安全运行，通过设计选型，结合我司库区高低压配电系统特点，并考虑未来长远发展，于今年对原先的直流屏系统进行了更换改造，通过设计选型确定了PZG8型高压直流屏，改造后的直流屏各项性能均满足我司库区电力系统运行要求，同时大大提升了库区电气设备运行的可靠性和安全性。
关键词：PZG8；直流屏；电力系统
引言
在变配电的设备中，直流屏的作用非常重要，可以说是变电站的动力心脏，直流屏主要用于各种发电厂、变电站、配电所，作为高低压配电装置的分合闸、控制回路、信号回路的供电电源及二次回路的仪表仪器、继电保护、控制、应急灯光照明等各类低压设备用电，也可用于电气化铁路、石化、冶金、矿山等需要直流110V或220V系统电源的一切场合。它在很大程度上影响着配电所是否能够安全运行，它也是在事故发生后的一种应急电源。因此，电力系统运行过程中对直流系统的供电质量、供电可靠性、供电安全性、供电稳定性等有了较高的要求。
随着电力技术、通信技术、计算机技术的发展，为适应变电站无人值守或少人值守的需要，微机型保护装置和安全自动装置被广泛应用于变电站，这就对站用直流电源提出了更高的要求。而传统的直流控制系统在精准性、可靠性、稳定性、纹波系数、效率等方面都已不能满足电网的发展趋势，以及二次设备的应用要求，因此变电站直流系统的改造将是不可避免的趋势，也是电力系统持续发展的需要。然而变电站直流系统的改造难度大，风险高，必须结合变电站实际情况，综合性、系统性、科学性的提出相关改造技术措施，以保证改造过程中电力系统的安全运行，避免相关事故或者缺失的发生。
第一章 概述
直流屏主要为继电保护设备、自动装置、监控系统、远动系统等电气设备的正常运行和遥控操作提供直流电源保证。直流系统的电源在正常情况下一般是通过交流整流后得到，为变电站内的断路器提供合闸直流电源。当发生设备停电故障、用电中断的情况下，直流系统的电源将全部由蓄电池组提供，为继电保护及自动装置、断路器合闸和跳闸高压电动机拖动提供直流电源。直流屏主要由以下三部分构成：
(1)蓄电池部分：其功能主要是在交流电源断电时能够实时地提供二次电路所需的直流供电。
(2)充电模块部分：其功能主要有两个，一是交流整流，即将交流电源转换成稳定的直流电源；二是稳压稳流，即适时地给蓄电池充电，以确保蓄电池随时处于可供电状态。
(3)监控器部分：该部分是直流屏的控制核心，其主要负责监控交流及电池状态等众多的物理量，并且控制充电模块部分智能地对电池进行充电。监控器性能的优劣往往决定直流屏性能的好坏，是决定直流屏总体价格的最重要因素。
第二章 直流屏系统改造
2.1系统结构
本套直流系统柜体采用PZG8直流屏，尺寸为高2360mm×宽800mm×深600mm，额定电压为220V，蓄电池采用现场原有的18只12V/100Ah电池。该系统配有艾默生220V/10A充电模块4个（N+1热备份），另配一个同款高频开关电源充电模块作为备件随时更换。系统配有2套艾默生监控系统，一主一备，可直观显示直流系统设备运行状态及参数，包括蓄电池电压、电流，控制母线电压、电流等数据及告警信号。系统具有电池巡检功能，可在线检测单体蓄电池电压等数据。
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2.2监控系统
2.2.1功能概况
本次改造监控系统采用艾默生7英寸EMU10MA大屏幕液晶显示触摸屏，主要采集监测直流电源设备运行状态及电压、电流数据，系统运行参数等数据，屏幕采用中文菜单，操作简便，显示清晰，人机界面友好，方便用户使用。监控系统具有向上位机传送该直流成套电源设备的所有运行数据和信息量功能，真正实现无人值守。监控系统具有充电、长期运行、交流电源中断的标准控制程序，能适应直流系统各种运行方式。
2.2.2通信接口
监控系统配备有RS－232/RS-485通信接口，实现规约转换，能向变电站提供产品的多种监察信号，实现与库区清华紫光系统的通讯对接。微机监控单元退出系统后，不影响系统运行。
设备还提供各种故障信号无源接点输出：系统故障、交流故障、绝缘故障、控母过/欠压故障、充电模块故障。无源故障接点均引至端子排。
2.3高频开关电源充电模块
2.3.1功能概况
每套系统充电模块选用艾默生ER22010/T高频开关电源模块4只。模块采用智能风冷的散热方式，功率密度高，占用空间少。采用2U×4U标准设计，内置逆止二极管，组屏简便。直流输出采用无级限流，通过监控系统可在10%~110%额定电流内任意设置限流点。充电模块为长期工作制，当其中一台充电模块出故障或停电检修时，另一模块应能独立工作，模块间相互通用。
2.3.2内部工作原理
充电模块由三相无源PFC和DC/DC两个功率部分组成。在两功率部分之外还有辅助电源以及输入、输出检测及保护电路。
前级三相无源PFC电路由输入EMI和三相无源PFC组成，用以实现交流输入的整流滤波和输入电流的校正，以满足相关的输入电流谐波和EMC标准。
后级的DC/DC变换器由DSP产生PWM波控制前级PFC输出的直流电压、经过高频变压器输出后再整流滤波输出直流电压，从而将前级整流电压转换成电力操作电源要求的稳定的直流电压。
辅助电源在三相无源PFC之后，DC/DC变换器之前，利用三相无源PFC的直流输出，产生控制电路所需的各路电源。输入检测电路实现输入过欠压、缺相等检测功能。DC/DC的检测保护电路包括输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号用于DC/DC的控制和保护。
第四章 总结
35KV变电所高压系统直流屏技术改造项目于8月中旬顺利完成所有施工安装工作，通过前期现场测绘、设计选型，并结合我司库区高低压配电系统特点，所采用的PZG8直流屏满足我司库区现有的高压直流系统正常运行所需功能。此次直流屏技术改造准备工作充分，全面，消除了安全隐患，改造效果明显。改造后的直流屏各项性能均满足我司库区电力系统运行要求，同时大大提升了库区电气设备运行的可靠性和安全性。
参考文献
[1]白忠敏，焚崇干，刘百震，电力工程直流系统设计手册，中国电力出版社，1999.1
[2]张廷鹏，吴铁军，徐明，张生舟，通信用高频开关电源，人民邮电出版社，199.79
[3]阮新波，严仰光，直流开关电源的软开关技术，科学出版社，2000
[4]何平，高频开关电力操作电源监控技术的研究•浙江大学硕士学位论文，2000.3
作者简介
胡杰（1988-11），男，汉族，籍贯：舟山市，当前职务：信息技术管理，当前职称：工程师，学历：本科，研究方向：电气系统。
论文作者:胡杰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/27
标签：系统论文; 无源论文; 库区论文; 模块论文; 变电站论文; 电压论文; 电源论文; 《电力设备》2018年第23期论文;