一種應用于保供電的快速不停電轉供電源裝置

韋光科 劉志君

摘? 要：重要負荷的保供電工作，其最重要的點在于發電機的快速接入以及供電方式的迅速切換。基于此，通過對配電系統的分析，結構的優化，找出其關鍵節點，并進行系統優化，可以較為完美的解決配電網重要負荷在保供電時需要停電作業、安裝外部設備等問題。

關鍵詞：保供電;發電機;檢修;配電

中圖分類號：TM624? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）12-0000-00

0 概述

配電系統在檢修、維修時，或重要場所保電時，為了保障持續可靠的供電，需要采用發電機接入系統來臨時承擔起系統的負荷，待檢修或重要活動完成后，恢復原有的供電方式，從而實現資源的合理調配與利用，但是這種臨時的負荷轉移是一個繁瑣的過程，為了保證在負荷轉移過程中工作人員的安全，常規的方式是停電后進行轉移，這種方式不僅耗時較長，而且在負荷轉移過程中會造成負載斷供的情況。基于此，根據現場的實際情況來提出一種不用停電的保供電轉接裝置，不僅在切換負荷的時候不停電，還可以大大縮短負荷轉移的切換時間，大大提高工作效率，以及提高供電的可靠性[1]。

1系統分析

如圖1所示，現有配電網臺區的10kV線路至臺變之間設置有高壓刀閘QS1，臺變與配電柜之間設置有低壓刀閘QS2，后端配電柜中設置有QF1-QF4-QFn等一系列的饋線輸出開關，該供電方式電源單一，可靠性低[2]。

當該臺區稱為重要負荷需要熱備份或者是線路故障及臺變需要檢修時，為了保障QF1-QF4用電不受影響，需要用發電機對該系統供電或者隨時保持待供電狀態。但在臺變與QF1-QF4之間任意一個位置接入都必須停電操作，因為當前狀態下該段線路是帶電的，如何選擇接入點是一個關鍵，QF1-QF4饋線輸出開關總會有一些備用的回路，而且在斷開后饋線輸出的部分是不帶電的，因此，選擇這個點為大電機的接入點是可以實現不停電接入的[3]。

如圖2所示，選取一個饋線輸出開關（以QF4為例）作為本裝置的接入點，中間接入一個QS3作為明顯的斷點，其中ATS是供電切換裝置，發電機并網控制器是判定是否并網的控制裝置，確保了發電機與電網同期并網，短期內的使用采用圖2的連接方式便可以通過QS2以及ATS的投切方式來實現不停電轉供電的運行方式的轉換[4]。

如果需要長期運行，且使這個系統在無人值守時，能夠實現完全自動切換，則可以在斷開QS1/QS2兩個高低壓刀閘后，在完全不帶電的情況下進行圖3的連接。

如圖3所示將ATS的另一路輸入QS4的前端接入到臺變與QS2之間，連接完畢后閉合高壓刀閘QS1，斷開QS2，此時發電機輸出與臺變輸出完全經由轉供電裝置來控制，其執行機構為ATS，此時長期運行可以實現一主一備的運行方式，為檢修、保供電、搶修提供了更加可靠的電源[5]。

2內部結構

轉供電源裝置的主要自動控制機構為發電機開關與ATS電源開關，由于發電機輸入需要經過并網控制器檢測判定后才可以決定是否可以接入系統并網，因此發電機開關是一臺具有自動合閘機構的自動斷路器，而ATS開關是根據市電與發電機電源的判定來確定其中某一路進行供電的自動執行機構，是供電電源選擇的執行機構[6]。

為了快速的進行安裝接線，市電輸入、發電機輸入、母線輸出等轉供電裝置外部接線部位，均采用快速接入插頭，這樣解決了在設備架設過程中步驟繁瑣，周期久的問題[7]，其外部結構圖如圖4所示。

3 功能特點

通過本方案的設計，其功能主要有以下特點：（1）切換負荷到發電車供電可以零切換;零切換的執行單元是QF5發電機進線開關，其判定裝置為發電機并網控制器，傳統的發電機接入通常是先斷開市電臺區的輸入，然后再接入，這就必然有一個停電過程，停電就意味著供電的可靠性大打折扣。相反先并網是一個1+1的累計過程，確保了在1路電源的情況下疊加另1路電源時負荷不受影響，緊后的2-1的步驟同樣也可以使負荷不受影響。（2）切換負荷時可以避免操作人員誤操作造成的人員傷害;由于有了并網功能，可以完全在1+1完成后再進行刀閘切換，既可以避免在分合閘時因時序錯誤而造成的停電問題，還可以避免帶負荷分合閘刀造成人員或設備故障問題。（3）在保供電場可以減少UPS及蓄電池的高投入問題;并網功能無需UPS與電池，但是也具備了UPS靜態開關的功能，從經濟上實現了節約。（4）再檢修，維修作業可以更加方便，快捷，減少停電時間。由于其結構設計為便攜移動式，因此適用于不同場合，而且其功能具備短期與長期通用的特點，因此適用于長期或短期的不同應用工況或場合。

4 結語

當前保供電的應用場合十分廣泛，從時間上劃分有長期和短期，從原因上劃分有重要負荷、設備檢修、線路故障等，而從結構上劃分可以分為固定式與移動式，適用于固定長期安裝以及移動臨時應用。基于此，本裝置巧妙的利用現有臺變原理，小范圍的改進組合后，解決了大量的現實問題，為配電設備的改進提供了一種新的思維模式。

參考文獻

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[7]王遜峰，顧金，錢忠.應急電源車的應用分析[J].華東電力，2011，39（12）：2135-2137.

收稿日期：2020-11-10

作者簡介：韋光科（1988—），男，壯族，廣東清遠人，本科，工程師，研究方向：配網自動化。