變電站交直流一體化電源系統設計的探討

肖晶晶

（國網江蘇省電力有限公司 揚州供電分公司，江蘇 揚州 225000）

0 引 言

無人看守的變電站由于其具有一定的安全性、有效性、自動化與智能化水平相對較高等優勢，在不斷提升變電站電源系統建設質量與建設水平中具有不可或缺的作用，推動了交直流一體化電源系統設計的不斷發展與完善。基于此，本文主要針對變電站交直流一體化電源系統設計展開探討與分析。

1 變電站交直流系統的現況

1.1 交流系統

交流系統通常分成兩段母線的單母線，其一段母線、二段母線分別和一號、二號變電站站用變低壓側進行連接，且兩段母線的進線均是借助ATS智能開關達到雙電源互投的目的[1]。

1.2 UPS電源系統

因為交流不間斷電源系統涉及到的供電設備主要有交換機、計算機監控、調度數據網交換設備、五防閉鎖以及二次安全防護設備等多個必須持續保持供電電源開啟的核心生產設備，且交流不間斷電源內均會存有兩個逆變電源，所以比較適合借助雙機雙母線帶母連運作的形式展開連接。

1.3 二次直流電源系統

按照相關規程表明，能夠將110 V以及220 V直流電源系統運用于計算機監控系統、繼電保護以及事故照明等多方面的供電中。對蓄電池容量進行選取的過程中，應該根據變電站實際的放電時間進行計算，并且蓄電池組的設置區域應該在與之相應的直流蓄電池室中。通常，直流系統會借助兩段母線進行連接，并且兩段母線中間還需要添加聯絡裝置，各段母線都需要配置一套完善的充電裝置以及蓄電池。

2 變電站交直流的主要問題

2.1 維護難度系數較高

變電站應用的電源系統主要分成交流電源、二次直流點電源、UPS電源以及通信電源等多種電源系統，所有子系統均是借助分散設計所建設，獨立組屏，所有設備都是由多個生產廠家制造、安裝以及調試。該形式具有電源自動化水平較低、安裝難度系數較高、服務協調難度系數較高與運維缺乏便捷性等多種問題。此外，因為每個生產廠家所給予的交直流控制電源蓄電池接口缺乏一定的規范性與標準性，并且監控設備也并不健全，所以促使系統信息數據無法共享的現象出現，無法對整個變電站內的交直流電源系統展開全面且優質的分析運維，并且也很難全面落實一體化數據資源管理。因為所有電源系統均是由多個生產廠家制造，一旦電源系統發生故障問題，必須由所有廠家的專業工作者深入變電站內展開現場操作，耗費了大量的時間，對設備正常供電造成了嚴重的影響[2]。

2.2 性價比較低

如果借助以往的電源系統，那么則極易促使直流電源、通信電源以及UPS電源被分別應用于一個更具獨立性的蓄電池內，同時需要由多個生產廠家提供，而交流電源系統內含有與其相對應的切換裝置，若是充電模塊同樣配置一個切換裝置，那么就會造成裝置的不必要浪費，還會對其協調運作造成嚴重的影響。此外，蓄電池組若是重復配置，不僅提升占地空間，而且會提高工程投資數額。

2.3 系統管理力度較低

即使在變電站內，全部設備都必須借助統一的協議才能很好地處理通信規約兼容問題。因為缺乏相同的監控設備對變電站的所有電源展開管理，所以不僅無法落實系統信息共享，而且不能展開電源協議聯動或者狀態檢修等功能的深入開發。

3 變電站交直流一體化系統設計

將變電站中現階段應用最廣泛的交直流一體化系統和以往的交直流系統相比可知，二者最大的差異便是取出了UPS以及通信蓄電池，借助逆變器的應用與直流母線進行有機地結合，并且整個交直流一體化電源系統都是在某一廠家統一制造，借助更具一體化以及智能化的監控器，統一組屏。此外，變電站交直流一體化系統主要含有如下特性。

首先，可以促使變電站站用電源系統更具智能化與一體化，落實統一管理。把以往由多個電源系統生產廠家提供相互不具兼容性的通信規約集中成相同標準需求的產品，對后臺監控系統通信以及統一監控器展開統籌設置，從而達到對變電站所使用的電源系統各類信息數據展開全面收集的目的，以動態控制被監控對象，并對其運作形式展開適當地調整與轉換，進而實現統一管理、分散管控的目標。在此過程中，多借助總線式系統展開全面地監控，以提升監控性能。此外，一體化電源中還有較為優質的數據信息記錄以及歷史信息數據查找功能，相關工作者能夠定期地對其所有的信息數據進行拷貝，同時展開全面地分析與探討，以全面提升維護管理的規范性、專業性、全面性、便捷性與高效性。

其次，常規維護量降低，穩定性不斷提升。多數變電站交直流一體化電源都是由某個生產廠家統一生產制造，并在變電站施工現場展開安裝調試的相關工作，其組屏具有較強的緊密性，能夠有效減少屏柜使用量。此外，該電源系統內只留下了蓄電池，為直流操作提供電源，降低了日常蓄電池運維頻次與數量，并且電源蓄電池常規運維也從對電源蓄電池的常規管理轉變成了更具有效性、嚴格性以及全面性的巡查，所有結構的相關維護必須由更具專業性的工作者統一完成。這不僅有效提升了電源蓄電池在變電站中的應用周期，而且全面優化了電源系統的穩定性。

最后，降低資金注入與維護支出，促使投資更具經濟性。針對電源蓄電池的資金注入的實際情況，變電站應用交直流一體化電源系統能夠最大限度地降低UPS與通信蓄電池的應用量，能夠減少資金投入。此外，每個電源系統若是共同應用一組蓄電池，還能夠進一步降低蓄電池維修支出，進而不斷提升投資的經濟性[3]。

4 一體化電源監測設施

首先，一體化電源監測設施主要是借助RS-485串口對電力專用UPS及INV、高頻整流模塊、智能化電量儀表、電池巡檢裝置、開關量模塊以及絕緣檢測裝置等多種智能設施展開信息數據收集處理，同時予以顯示。其次，一體化電源監測設施能夠按照系統的所有參數設定予以報警處理，或者歷史信息管控等。再次，一體化電源監測設施可以對所有處理結果進行全面地判斷，按照具體情況的差異，管理站用電以及電池，并對輸出進行嚴格地控制。最后，借助以太網接口，把系統運行的實際狀態、核心信息等多項內容借助特定的規約和變電站中的綜合自動系統進行有效地鏈接。

5 變電站交直流一體化電源的主要優勢

5.1 為工程建設提供便利

變電站交直流一體化電源系統內的所有元件都具有一定的統一性，能夠最大限度地減少供貨周期，同時不會因交直流交貨時間的差異造成增加電源系統建設周期的現象出現，減少了變電站施工時間[4]。

5.2 提升變電站的經濟性

該變電站設計只會在交流中的電源內增加自動切換裝置，并不需要在充電模塊前方再次安設切換裝置，減少了工程支出。以往的交直流電源、通信電源以及逆變電源的多組維護團隊也變成了一組維護團隊，降低了人力資源成本，有效提升了變電站的經濟性。

6 結 論

智能交直流一體化電源系統主要是對交流電源、交流不間斷電源、直流電源以及通信電源展開統籌設計，并將四者進行有機的結合，借助相應的智能網絡系統，達到對變電站直流與交流控制電源統一供電以及一體化監管控制的目標。變電站交直流一體化電源主要是對當前變電站電話員設計以及管控新形式的一種分析，其與系統科學、技術優良、運行便捷的專業技術發展方向相適宜。