智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用（精选5篇）

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用 篇1

变电站直流高频开关电源的检测与验收

摘要： 直流系统可靠与否直接关系到电网的安全，随着高频开关直流电源系统大量使用，该种电源系统的建成投运验收交接和运行检测、检查，已显得极为重要，从柜体、元器件外观的检查、整套系统电气技术参数检测都必须严格进行，并根据不同的目的进行相应项目的检查，运行中更应定期检查，及时发现存在的隐患，保证其在规定的参数下运行，以提高电池的服役年限。

Abstract： The reliability of DC system is directly related to the safety of the power grid.With the heavy use of DC power system of high-frequency switch，the built，operation，acceptance，handover and running，detection，checking of this kind of power system are extremely important.The appearance checking of cabinets and components，the electrical technology parameters of the whole system must be rigorously conducted，and according to the different goals to check the related objects.The periodical inspection in operation is necessary to find the wooden horse in time to ensure the running under specified parameters and improve the service life of the battery.关键词： 变电站；直流高频开关电源；检测；验收

Key words： transformer substation；DC high frequency switch power supply；detection；acceptance

中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）11-0256-02

0 引言

直流系统是变电站的操作电源，近年来，高频电源开关逐渐取代相控电源和磁放大充电设备，成为电力系统变电站直流系统的主要充电设备，其运行水平直接关系到变电站的安全运行，因此，高频开关直流电源系统的交接必须进行严格检测和验收，运行中也应定期的检测和试验，及时发现存在的隐患，同时，保证其在规定的参数下运行，以提高电池的服役年限，下面我们就高频开关直流充电电源设备的检测项目和方法进行说明。一般外观检查

1.1 柜体检查

①柜体保护接地可靠，接地处无锈锈蚀有明显标志。

②门必须能灵活开闭，开启角超过90°。

③门锁可靠。用多股软铜线连接门和柜体。

④紧固连接结实、牢固。

1.2 元器件检查

①直流回路未使用交流空气断路器；其配合应符合规定，满足动作选择性的要求。

②导线、指示灯、按钮、行线槽、等排列整齐，无损坏、过热和变形。

③直流电源系统设备使用的测量表计指示准确。

④直流空气断路器、熔断器上下级应大于二级的配合级差，且要达到动作选择性的指标。

⑤同类元器件应接触可靠、插拔方便。插接件的接触可靠。

1.3 电气间隙、爬电距离

参照表1所示参数设计柜体两带电导体之间、带电导体与裸露的不带电导体之间的最小距离。直流充电电源设备的现场检测项目

①绝缘电阻测量；

②工频耐压试验（有条件进行）；

③电压调整功能试验；

④稳流精度试验；

⑤稳压精度试验、纹波系数试验；

⑥并机均流试验；

⑦限流及限压特性试验；

⑧保护及报警功能试验；

⑨控制程序试验；

⑩显示及检测功能试验；

{11}三遥功能试验。高频电源开关设备的检测方法和标准

3.1 绝缘电阻测量

①用1000V兆欧表测量被测部位。

②柜内直流汇流排和电压小母线，当除此以外的连接支路全部断开时，要求对地绝缘电阻至少达到10MΩ。

③蓄电池组的绝缘电阻，见表2。

3.2 工频耐压试验

如果时间充裕，现场条件允许，建议进行工频耐压试验。用工频耐压试验装置对柜内各带电回路，参照表3所示参数，对其施加工作电压，并持压1分钟。若不出现绝缘击穿、闪络等缺陷，则认定试验合格。

3.3 电压调整功能试验

直流电源柜内一般装有调压装置，必须对该装置进行手动调压和自动调压试验。

3.4 高频开关稳流精度试验

①充电（稳流）电压的调节范围详见表4。

②高频开关稳流精度试验。

维持充电（稳流）状态下的充电装置，交流输入电压的变动范围基本维持在额定值的+15%，-10%之间；输出电流也基本恒定在额定值20%～100%范围内的某一数值上，稳流精度？燮±1%；输出电压的变动范围也始终不超过充电电压的调节范围内，并且用δI=（Im-Iz）/Iz×100%计算稳流精度。

式中： Iz表示输出电流整定值，Im表示输出电流波动极限值，δI表示稳流精度。

3.5 稳压精度试验与纹波系数试验

①浮充电电压调节范围：充电装置的浮充电电压调节范围详见表4。

②试验要求。

处于浮充电（稳压）状态的充电装置，交流输入电压的变动范围基本维持在额定值的+15%，-10%之间，输出电流的浮动范围也不超出其额定值的0%～100%的范围，输出电压在基本恒定在其浮充电电压调节范围内的任一数值上，稳压精度？燮±0.5%，测得电阻性负载两端的纹波系数？燮0.5%。

稳压精度计算公式：

δu=（Um-Uz）/Uz×100%

纹波系数计算公式：

δ=（Uf-Uq）/2Up×100%

各字母所对应的参数如表5所示。

3.6 高频开关电源模块并机均流试验

将设备所有模块的输出电压均整定在浮充电电压调节范围内同一数值上，所有模块全部投入，在浮充电（稳压）状态下运行。设模块总数为n+1，模块输出额定电流Ie。

在设备输出电流为50%额定值[50%×Ie（n+1）]和额定值Ie（n+1）的负载条件下，分别测量各模块输出电流，并通过下式计算相应的均流不平衡度。

均流不平衡度=（模块输出电流极限值-模块输出电流平均值）/模块的额定电流值×100%

3.7 限流及限压特性试验

使充电装置分别在浮充电（稳压）状态与（恒流）充电状态下运行，通过调整负载，测试装置的限流及限压特性。试验参数详见表4。

3.8 保护及报警功能试验

按产品技术条件设定设备的保护及报警动作值。调整所需参数值，人为模拟各种故障，设备的保护和报警动作值及保护和报警动作方式，应符合以下标准。

①绝缘监察装置（详见表6）。

②电压监察要求。

基本要求：1）过压继电器电压返回系数？叟0.95；2）欠压继电器电压返回系数？燮1.05。从设备的电压监察装置配的仪表直读数值。

③闪光报警要求。

当设备可设有闪光信号装置的，可以使用试验按钮检查动作正确与否。

④故障报警要求。

当交流电源失压（包括断相）、充电装置故障、绝缘监察装置故障或蓄电池组等熔断器熔断时，设备应能可靠发出报警信号。

3.9 监控装置控制程序试验、监控装置显示及检测功能试验、三遥功能试验监控装置控制程序试验包括充电程序、长期运行程序和交流中断程序的试验。监控装置显示及检测功能试验需要人为模拟故障，使设备自动预警，检查其动作值、设定值是否达到相关技术标准。三遥功能试验涉及遥信试验、遥测试验和遥控试验三项内容。应该严格按技术规程操作，确保试验数据可靠。

参考文献：

[1]直流电源系统技术标准[S].国家电网公司.[2]直流电源系统检修规范[S].国家电网公司.[3]直流电源系统运行规范[S].国家电网公司.

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用 篇2

变电站内的继电保护、自动装置、信号装置、事故照明和电气设备的远距离操作, 一般采取直流电源, 所以直流电源的输出质量及可靠性直接关系到变电站的安全运行和平稳供电。变电站的直流系统被人们称为变电站的“心脏”, 可见它在变电站中是多么的重要。煤气化公司的供电系统始建于20世纪80年代初, 因受当时技术条件的限制, 陆续建起的变电站直流系统设备有的为硅整流电容补偿直流电源, 有的为带有铅酸蓄电池的KGCA—50/98～360、KGCFA—75/200～360型硅整流直流电源, 有的为BZGN—20/220型镉镍电池直流屏。部分投运较早、运行时间较长的变电站直流设备老化严重, 给变电站的安全、可靠运行带来了严重的威胁。如某35 kV变电站就曾因直流系统故障, 造成越级跳闸, 导致全站失电的恶性事故。其它各站虽未发生大的事故, 总因直流系统经常发生问题, 缺陷较多, 有的缺陷无法处理, 致使直流系统长期处于“带病”运行状态, 导致给用户无法正常供电。

随着电力工业的迅速发展, 为提高电网的供电质量, 使电网安全、经济运行, 并实现电力系统的自动化, 从而对电力控制系统的关键设备—控制电源的要求也越来越高。而原来的直流设备均采取传统的相控电源, 效率低、纹波系数大, 在电磁辐射、热辐射、噪声等方面都不尽人意。另外, 监控系统不完善, 采取1+1备份方式, 对二次电路越来越先进的仪器仪表、控制、自动化设备很难满足其技术要求。此外由于相控电源浮充电压易波动, 会出现蓄电池脉动充放电现象, 对免维护蓄电池损害极大, 影响电池寿命。加之其它设备改造和新设备的投入, 原来的相控电源已远远不能满足中原油田电力系统的需要, 急需进行改造更换, 才能保证电气设备的安全运行和平稳供电。而智能高频开关电源由于其体积小, 重量轻, 技术指标优越, 模块化设计, N+1热备份方式, 便于“四遥”等优点, 已在诸多领域得到广泛应用。为了使煤气化供电设备达到同行业先进水平的目标, 根据系统实际情况, 在近几年的变电站改造中直流系统设备采用目前先进的智能高频开关电源系统。

2智能高频开关电源系统的性能特点

为了保证智能高频开关电源系统的质量, 我们组织了多名技术人员对多个生产厂家进行了考察, 了解厂家的生产工艺、规模和实验测试手段等情况, 经过“货比三家”后, 技术改造决定使用GZDW—200/220型操作电源。它是专为电力系统研制开发的新型“四遥”高频开关电源, 采取高频软开关技术, 模块化设计, 输出标称电压为220 V, 配有标准RS-232接口, 易于与自动化系统对接, 适用于各类变电站、发电厂和水电站使用。此设备有下列性能特点:

(1) 模块化设计, N+1热备, 可平滑扩容。

(2) 监控功能完善, 高智能化, 采取大屏幕液晶汉字显示, 声光告警。

(3) 监控系统配有标准RS-232接口, 方便接入自动化系统, 实施“四遥”及无人值守。

(4) 对蓄电池自动管理及自动维护保养, 实时监测蓄电池组的端电压, 充、放电电流, 自动控制均、浮充以及定期维护性均充。

(5) 具有电池温度补偿功能。

(6) 模块可带电插拔, 更换安全方便。

(7) 降压方式采取新型高频软开关无级双向调压, 摒弃传统硅堆降压方式, 输出电压精度高, 动态响应速度快。

(8) 采用最新软开关电源技术, 采用进口器件。

3智能高频开关电源系统的组成及各部分作用

智能高频开关电源系统由交流配电, 绝缘检测, 监控模块、整流模块、调压模块, 直流馈电等组成。系统工作原理框图如图1所示。

交流配电为系统提供三相交流电源, 监测三相电压、电流及接触器状态;判断交流输入是否满足系统要求, 在交流输入出现过压、欠压、不平衡时自动切断有故障的一路, 并切换到另一路供电, 系统发出声光告警。装有每相通流量40 kA、响应速度为25 μs的三相避雷器, 能有效地防止雷击对设备造成的损坏。

绝缘监测采用进口非接触式直流微电流传感器, 利用正负母线对地的接地电阻产生的漏电流, 来测量母线对地的接地电阻大小, 从而判断母线的接地故障。这一技术无须在母线上叠加任何信号, 对直流母线供电不会有任何不良影响, 彻底根除由直流母线对地电容所引起的误判和漏判, 对于微机接地监测技术是一重要突破。

监控模块是整个直流系统的控制、管理核心, 其主要任务是对系统中各功能单元和蓄电池进行长期自动监测, 获取系统中的各种运行参数和状态, 根据测量数据及运行状态实时进行处理, 并以此为依据对系统进行控制, 实现电源系统的全自动精确管理, 从而提高电源系统的可靠性, 保证其工作的连续性、安全性和可靠性。具有“遥测、遥信、遥控、遥调”四遥功能, 配有标准RS-232接口, 方便纳入电站自动化系统。

整流模块为合闸母线、控制母线提供正常的负荷电流, 本身具有LCD汉字显示、操作键盘, 模块工作状态和工作参数一目了然, 可以带电插拔, 具有软件较准, 自主均流、ZVS软开关技术。

调压模块无论合闸母线电压如何变化, 输出电压都被稳定控制在220 (1±0.5%) V, 具有带电拔插技术、软开关技术和双向调压特性。

直流馈电设有控制输出、合闸输出、电池输入、闪光、事故照明、48 V电源输出等。控制母线有三种途径供电, 确保控制母线供电安全可靠。配有智能直流监控单元, 可测量母线电压、电流及开关状态等。

电池巡检仪对电池电压进行实时监测, 将信息及时反馈到监控模块。

蓄电池全密闭、免维护、无污染、无腐蚀, 任何方向可放置使用, 使用温度范围宽 (-40 ℃～60 ℃) ;深放电至零伏, 24 h内充电可恢复;可大电流放电, 起动电流大, 自放电率极低, 具有安全防爆排气系统, 是理想的操作、控制不间断电源[2]。

4直流系统设备改造中改进的问题

(1) 改进了新设备直流馈出线部分的不合理布置。为节省投资, 我们利用原来直流系统的控制、信号及合闸电路的出线, 但与新设备馈出线的位置及大小都不相适应, 为此, 我们对新设备直流馈出线部分按现场实际情况进行了改造, 使安装更加容易, 布线更为合理, 运行更加可靠。

(2) 添加了蓄电池的放电电路。

5智能高频开关电源系统应用情况

改造后的直流系统设备经过近几年来的运行, 技术指标合理, 各项参数显示正确, 操作方便、直观, 自动化程度高, 维护工作量大幅度减少, 设备保护功能齐全, 能可靠动作。反映故障及时且准确无误, 对电池能自动管理无须专人维护, 设备运行稳定可靠, 从未发生影响正常供电的现象。

改造后的直流系统与原来的直流系统相比较, 性能稳定, 精度高, 安全、可靠, 保证了公司的连续化大生产, 降低了噪音, 改善了值班人员的工作环境, 确保了变电设备安全可靠运行, 产生了明显的经济效益和社会效益, 主要体现在以下几个方面:

(1) 原来的相控电源纹波系数大, 其输出含有的交流成份较大。尤其是赵村变电所最为明显, 交流成份含量更高, 对二次设备影响最大, 造成二次设备误动、损坏、甚至有的设备无法正常工作。而改造后的智能高频开关电源纹波系数很小, 输出特别稳定。

(2) 原来的相控电源采用硅堆调压, 硅降压响应速度慢, 反应时间为几十毫秒, 输入电压突变时在输出上会产生很大的冲击, 因冲击不稳定而易烧坏二次设备。而改造后的高频开关电源采用无级调压方式, 响应速度快, 输入电压突变时, 模块在200 μs内调整完成, 过冲小于5%[1]。

(3) 原来的相控电源充电机、浮充机等噪音较大, 且无降温措施, 有的变电站浮充机发热严重。而改造后的智能高频开关电源噪音小, 模块采用优质风机降温, 保证了模块元器件正常工作, 使值班人员的工作环境大大改善。

(4) 原来用的是铅酸电池或镉镍电池, 既需要专门设置蓄电池工进行维护、保养, 还需要配备维护电池用的有关容器、仪表、原料、蒸馏锅、蒸馏水等。而改造后用的是免维护电池, 平时不需要进行一系列的维护工作, 减少了人力物力。

(5) 原来的相控电源功率因数低, 一般在0.7以下, 效率在60%左右, 而改造后的智能高频开关电源功率因数达0.9以上, 效率高达94%以上[1]。

(6) 原来的相控电源经常出现故障, 有时因无法操作送电而造成焦炭生产损失, 如2005年年5月12日某35 kV变电所因直流系统故障造成越级跳闸, 全站失电, 烧毁焦炉的管道、仪器仪表等, 其经济损失高达400多万元;近几年直流系统经常出现各种故障给焦炭生产造成了很大的损失, 同时也给居民用户生活带来不便、给工业用户带来巨大的经济损失。而改造成智能高频开关电源后, 直流系统至今未发生任何事故, 供电更加可靠。

(7) 改造后的智能高频开关电源具有48 V电源出口, 为变电站的通讯网络等提供了电源, 不必另外购置专门的48 V电源, 减少了设备的投资和占用空间。

(8) 改造后的控制母线有下述三种途径供电, 确保了控制母线供电安全可靠, 做到了万无一失。

——在交流电正常时, 控制母线可由整流模块直接供电;

——在交流失电时, 由降压模块供电;

——从电池90%电压处通过二极管供电到控制母线。

6结语

由于改造后的智能高频开关电源系统性能稳定, 精度高, 安全、可靠性更强, 创新点多, 收到了良好的效果, 取得了明显的社会和经济效益, 为煤气化的焦炭、煤炭生产及其它负荷提供了可靠的电力保障。同时也为变电站实现自动化奠定了基础。

摘要：分析了建站较早的变电站直流系统改造的必要性和改造后所取得的效果, 介绍了智能高频开关电源系统的性能、特点及其各部分的作用和在改造过程中的改进情况。

关键词：变电站,直流系统,改造,开关电源

参考文献

[1]杨旭.开关电源技术[M].北京:机械工业出版社, 2004.

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用 篇3

关键词：智能型：高频开关：直流电源系统

中图分类号：TN86

文献标识码：A

文章编号：1006－8937(2009)16－0128－02

直流操作电源系统作为变电站不可或缺的二次配置设备，它为控制装置、自动化装置、继电保护装置、高压断路器分合闸机构、事故照明等提供直流用电，它的稳定可靠运行及电压质量对变电站设备的正常运作起着至关重要的作用。

近几年由于阀控密封铅酸蓄电池的优越性促使其得到普遍应用，与镉镍碱性蓄电池相比，阀控密封铅酸蓄电池具备免维护的重要特点，该电池容易组成成套装置，在正确使用的情况下，温度为25℃的浮充电使用寿命达到10－15年，电池寿命有明显增长；电池自放电的电流小，25℃下每天的自放电率仅为2％；不存在“记忆效应”，工作时电池容量损失少；密封及抗震性能好，结构紧凑。但是虽然具有上述良好性能，阀控密封铅酸蓄电池对温度、充电装置的要求也是更为严格，过充和欠充电都容易造成蓄电池损坏乃至直流系统瘫痪，因而势必要采用更好的直流电源操作系统，智能型高频开关整流系统很好地满足了阀控电池的要求，得到了广泛应用。

目前220kV翁江变电站使用的WATT智能型高频开关直流电源系统主要由高频开关电源模块和分布式监控系统组成，系统采用分布式微机监控技术和国际先进的三电平桥式软开关技术，并率先在直流系统上应用了现场总线技术，使得各模块以信息交互的方式协同工作。系统采用容错方式设计，数据本地采集，数字信号远传，任一模块均可带电插拔，实现了系统的在线维护，可以直接与变电站综合自动化等智能化设备连接，满足日益增多的无人值班变电站要求。

1WATT智能型高频开关电力直流电源系统特点

①采用三电平桥式软开关电源模块化设计，N+1热备份；

②任一功能模块(如监控模块、充电模块)均可带电热插拔，便于系统的安装和维护，大幅度减少了平时维护工作量；

③采用抢总线式的自主均流技术，各模块之间输出电流的最大不平衡度小于5％；

④控制母线和合闸母线可以实现由充电模块单独直接供电，也可以通过降压装置进行热备份；

⑤可靠的电气绝缘和防雷措施，利用绝缘监测装置实时监测系统的绝缘状态，保证了系统和人身的安全；

⑥分布式控制技术，信号采集模块与微机监控模块组成分布式监控系统，就地采集数据，数字信号传输，抗干扰能力强，便于安装、检修；

⑦采用小母线硬接线布线技术，母线采用国际标准色标识，易于识别；

⑧系统采用IEC(国际电工委员会)国际标准，可靠性和安全性有充分保证。

系统智能化程度高，对系统的每个部分能够通过监控模块进行参数配置；实现全数字控制技术，充电模块、微机监控模块、绝缘监测仪、电池巡检等采用数字化控制技术，充电模块采用三电平桥式高频软开关技术，主拓扑电路应力小，充电模块可靠性高，特别适用于电力直流电源三相整流高输入电压条件下的高可靠性要求；监控系统与现代电力电子、网络技术相结合，对直流电源系统提供“四遥”功能的支持，为无人值班工作提供了前提条件；具有输出电流和电压平滑调节的功能，能够实现蓄电池充电温度自动补偿功能；对蓄电池组进行自动保护和管理，能够对蓄电池的均充、浮充电进行智能化控制，实时监控蓄电池的充放电电流和整组、单个电池端电压，设有电池过压、欠压声光提示和充电限流功能；通过设有的多个扩展通讯接口，通常在变电站会接入如电池监测仪、绝缘监测装置等外部智能设备。

2WATT智能型高频开关电力直流电源系统在变电站的应用

220kV翁江变电站直流系统主要由两路交流输入、交流测控模块、充电模块、防雷模块、整流模块、降压模块、集中监控单元、绝缘监测单元、电池数据采集模块和蓄电池等部分组成：

两路交流电源均正常输入时，运行人员通过交流测控模块设置其中一路输入系统，为各个充电模块提供电源。充电模块将外部输入的三相交流电进行转换。整流为110V或220V的直流电源，经二极管隔离后输出，一方面给二次回路及直流装置(如直流交换机等设备)供电，另一方面给蓄电池浮充电。系统通过监控模块对系统进行监控和管理，每一组蓄电池组均配备有信号采集模块，信号发生后由采集模块进行采集，再汇总到监控模块统一处理，有故障时可以发信号至变电站后台监控系统并发出声光提示。系统的绝缘监测仪是其中一个重要部分，当母线绝缘或支路绝缘被检测到降低获接地时，同样会发送信号至变电站后台监控机通知运行人员处理；当其中一路交流电源发生故障时，通过选择自动切换开关实现系统自动切换至另一路外部交流电源。

当两路交流电源同时发生故障或停电时，充电模块因失去输入电源停止工作，由蓄电池供电带起全部负荷，监控模块发出故障告警信号至变电站监控机，通知运行人员尽快恢复交流电源供电。交流停电期间，运行人员需要通过监控模块密切监控蓄电池电压，当电池放电超过规定单节电池容量(如2 V)时，监控模块会发出告警声响，此时应自动或手动停止放电。外部交流电源输入正常以后，充电模块自动恢复对蓄电池的充电(严格按充电曲线进行充电：主充、均充、浮充电)。

系统采用单母线分段接线，交流电源由站用变系统分别由#2、#5柜引出，经整流后由#1、#2馈线柜引出至各保护屏及测控屏。母线电压110V，翁江站装置设有交流互投回路，能够自动切换事故照明单元，蓄电池正常时在浮充电状态，每组容量400Ah，调压装置置“自动”位置，微机绝缘监测仪对正负直流母线的绝缘电阻和对地电压进行实时监测，集中监控器实时采集直流系统内信号，与本站监控系统保持通信，实现对直流系统的四遥功能。正常时两段直流母线开环运行，负荷按两段分配平衡为原则，不存在环路或寄生。

系统正常工作时，充电模块对蓄电池的均／浮充电压与控制母线允许的波动电压范围相比，往往会高出一些，在翁江站采用多级硅调压装置串联接在充电模块输出与控制母线之间，使得调压装置的最终输出电压能够满足控制母线的电压规定。

翁江站调压装置每档可调5V，共五档，通常打在“自动”档位。蓄电池通常在浮充电状态，当系统连续浮充运行超过设定的时间(可通过监控器键盘设置，出厂设置为3个月)或交流电源故障后，蓄电池放电超过十分钟时，系统自动进行均充。自动均充过程：以监控模块设定的均充电流进行稳流充电，当电压逐渐接近均充电压设定值时转为稳压充电，充电电流小于0.01CIO A后延时1h，自动转为浮充运行，当手动定时均充时，可通过监控器键盘预先设置的均充电压、均充时间，按“均充”按钮即可，过程与自动均充过程相同。

3直流系统存在问题及处理

3.1监控模块故障

①监控一直处于开机启动状态，无法正常工作。可能监控模块的软件在运行中死机，关掉监控模块上的电源开关，重新上电。

②按键无响应、显示屏黑屏、花屏。可能监控模块的软件在运行中死机，关掉监控模块上的电源开关，重新上电。

③监控模块无故障告警显示、光字牌报警。此现象一般是后台的遥信信号使用告警干接点连接，在系统曾有过告警又恢复的情况下，与监控模块配套的系统测控模块的告警干接点相应继电器触点不能释放所致，关掉监控模块上的电源开关，重新上电后即可消除。

3.2交流输入故障：

①充电模块对应的交流输入开关跳闸。需要检查直流回路是否有短路现象，如果经检查直流输出回路有短路现象，应判断是有直流屏外故障引起的还是屏内设备原因引起的，如果屏内设备引起的则需要厂家进行处理；如果和上充电模块对应的交流输入开关，如果开关立刻自动断开，则可能是该充电模块故障或交流开关不良。

②交流接触器不吸合。测量交流输入的线电压和相电压是否正常，是否有缺相，如电压过高、过低或者有缺相，可能交流测控模块保护动作断开了交流接触器；经测量交流电源正常，可以拔出交流测控模块电源接口的插头，如能正常吸合则可能是交流测控模块故障，如果不能吸合则可能是交流接触器的故障。

4结语

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用 篇4

关键词：交直流一体化电源,智能化变电站,泸定站

1 交直流一体化电源解决方案

1.1 站内交直流电源现状

目前站内交直流电源总共由5部分组成: (1) AC220/380V站用交流电 (主要提供站内动力、照明电源) ; (2) DC220/110V保护直流系统 (主要提供继电保护二次设备、控制回路等电源) ; (3) DC-48V通信直流系统 (主要提供站内通信设备电源) ; (4) AC220V不间断电源 (主要提供站内自动化监控系统等设备电源) ; (5) AC220V事故照明逆变电源 (主要提供事故照明及变送器等设备电源) 。

目前以上5部分站内电源一般采用相互独立设置的方式, 由不同的供应商提供设备, 且分属不同的部门或专业进行运维管理。

1.2 站内交直流电源的困局

(1) 变电站电源难以实现系统性的管理。由不同供应商提供的交直流系统通信规约一般不兼容, 难以实现网络化系统管理, 自动化程度较低。

(2) 经济性较差。由不同供应商分别设计各个子系统, 资源不能综合考虑, 使一次投资显著增加。如:保护直流与通信直流分别配置独立蓄电池造成资源浪费。

(3) 安装、服务协调较难。各个供应商由于利益的差异使安装、服务协调困难, 容易发生“踢皮球”现象。

(4) 运行维护不方便。现有变电站站用电源分配不同专业人员进行管理:人力资源不能总体调配。

1.3 交直流一体化电源解决方案的诞生

为了解决目前站内交直流电源的困局, 更要配合智能化变电站建立站用电源统一网络智能平台, 建立站用电源维护检修整合机制, 站内交直流一体化电源解决方案应运而生。

交直流一体化电源主要解决了3方面的问题: (1) 共享保护直流电源的蓄电池组, 取消传统UPS和通信电源的蓄电池组, 节省了空间及投资, 提高蓄电池资源利用率。 (2) 解决了站用电源信息共享问题:方便维护管理, 事故隐患发现。 (3) 采用IEC61850规约, 使设备互换性、互操作性、即插即用等性能优势更加突出。

2 泸定站交直流一体化电源整体配置及特点

2.1 泸定站交直流一体化电源整体配置

本次泸定站采用了深圳金宏威的交直流一体化电源, 共由15面屏组成, 其中包括了站用电、保护直流电源、通信直流电源、UPS电源及事故照明逆变电源。

如图1所示, 从外观结构看, 一体化电源结构是将原来站内分散的站用交流电源屏、110V保护直流电源屏、48V通讯电源屏等全部组装在一起, 并将48V通讯电源通过DC/DC逆变直接从110V直流系统获取, 这样就省略了原来的48V蓄电池。并在此基础上建立统一的监控平台, 同时对站内交流和直流系统进行监控, 监控信息纳入IEC61850信息系统。整体电源一个厂家制造, 实现“一体化配置、一体化监控、一体化设计”。结构上采用背景墙工艺;故障率低器件放置在墙后, 故障率高器件安置在前面 (易拆装) 。

一体化电源结构最大的好处是解决了48V通信电源运行管理问题, 原来的48V运行管理状况普遍较差, 问题较多。现在归入110V保护电源范畴从管理上提高了可靠性。

2.2 泸定站交直流一体化电源特点

泸定站交直流一体化电源与传统电源的特点主要有2方面:

(1) 通信电源采用了GH4820-2型DC/DC高频充电模块, 此模块支持110V单相交流输入和110V电压等级直流输入, 输入输出采用一体化航空接头, 内置防反接保护, 支持带电热拔插。正由于采用了DC/DC模块后, 通信直流系统与保护直流系统真正做到了一体化, 同时通过110VDCbus共享了保护直流的蓄电池, 省去了通信蓄电池。但与此同时, 通信直流系统由于缺少了蓄电池组的支撑, 部分技术问题也因此接踵而至。

(2) 一体化电源的一体化设计、一体化配置, 最终为一体化监控带来了发展空间。本次泸定站一体化电源在各部分子系统监控器的基础上, 增设了拥有ARM9 32位处理器, 主频600MHz, 采用高实时嵌入式操作系统开发, 拥有人性化人机交互界面的触摸式一体化集中监控平台 (见图2) 。

通过一体化监控器收集现场监控层各功能模块的采集数据, 进行数据显示、分析判断和告警处理, 并发出相应的控制命令;同时进行通信协议的转换, 实现与站内SCADA系统的数据通信, 接收并下达上位机的命令。

3 交直流一体化电源带来的问题

考虑到由于一体化电源省略了48V通信蓄电池, 当48V馈线发生短路时, 由于缺少蓄电池支撑的大电流, 馈线开关将有可能无法动作, 造成48V直流失压, 乃至设备毁坏。

带着这样的担心, 我们特别在厂验时对48V电源进行了馈线短路试验。由图3可以看到, 在对6A开关做试验时, 馈线开关能顺利脱扣切断电流, 电压瞬间跌至19.6V, 时间在10ms左右。而在对25A开关做试验时 (见图4) , 馈线开关虽也能脱扣切断电流, 但电压瞬间跌至5.2V, 时间在20ms左右。可见, 在没有蓄电池支撑下的通信电源发生大容量开关馈线短路时, 各种通信设备能否顺利躲过20ms的电压大幅跌落而不失电便成了我们急需考虑的问题。

在与多家一体化电源制造商进行探讨后, 针对该问题提出如下解决方案:

(1) 在48V母线上并联大电容, 馈线短路时由电容器提供瞬间大电流。如要满足一体化电源标准5%跌幅, 电容量较大, 在0.18F左右。

(2) 在48V母线上并联一路工频整流48V电源, 正常时电压低于直流母线, 故48V负载电流由模块提供, 一旦馈线短路造成母线电压下跌, 则有工频整流提供大电流去跳开关。

(3) 并联小容量蓄电池, 正常时蓄电池电压低于直流母线, 故48V负载电流由模块提供, 一旦馈线短路造成母线电压下跌, 则有蓄电池提供大电流去跳开关。

(4) 馈线开关采用电子空开, 发生短路时由电子回路动作, 这样就避免了大的短路电流, 但使用电子开关结构复杂, 其可靠性就降低了。

目前, 泸定站交直流一体化电源通信电源部分采用了方案1, 并联了大电容以满足其短路电流容量。

4 结语

一体化电源的诞生, 不仅仅是传统站内交直流电源的整合, 更是将各个电源子系统放在统一平台下进行智能化管理的契机。其中, 一体化监控平台的角色就显得尤为重要, 它不仅仅是互不相关的独立个体装置和告警、运行数据的简单显示, 而应该对其下各个子系统进行实时的状态监控, 并根据各种遥测、遥信量进行智能化分析, 从而进行更为人性化的智能化管理, 比如:蓄电池的自动充放电、蓄电池监控、绝缘监控、馈线电流的综合分析等等。从目前情况看, 这方面还较为欠缺, 但相信在不远的将来, 我们将能做到真正的智能交直流一体化电源。

参考文献

[1]Andrzej wljtasik.通信系统中选用一体化电源模块还是分立元件组装电源[J].电子产品世界, 2003 (12) .

[2]李瑾, 张宇, 李景霖, 等.磷酸铁锂电池在变电站系统应用的可行性分析[J].华东电力, 2009 (10) .

智能高频开关电源在变电站直流系统改造中应用 篇5

为能提供变电站发生事故或异常情况时是否与直流电源系统有因果关系的证据, 需要有一种变电站直流系统故障信息采集装置及分析系统, 能对直流系统的异常信息快速进行记录和分析, 为变电站发生事故或异常的分析提供准确可靠的判断依据, 填补直流电源系统监测的空白。 本文根据现有变电站直流电源系统的组成情况, 对变电站直流电源系统的各类异常及扰动因素进行了详细分析。 对变电站直流电源系统故障故障信息采集装置及分析系统应实现的功能及性能进行了初步探索, 以期为发现直流电源系统的设备异常提供数据支撑, 为提高变电站直流电源系统运行管理水平起到积极的作用。

1 直流电源系统内环境剖析

1.1 设备或器件的影响

(1) 绝缘监察装置的影响。 在现有直流电源系统绝缘监察装置中, 为避免在对地进行接地电压的检测过程中平衡电桥对测量精度的影响, 往往采用单臂电桥进行测量, 这就需在测量过程中对电桥正负对地回路进行分别切换[2,3]。 而现场检测过程中发现在电桥的切换过程中会造成直流系统电压的波动, 这种频繁地波动实际上相当于给直流系统叠加了一个干扰源。 在实际运行过程中, 有些变电站在两段直流母线上分别配有直流系统绝缘监察,当两段母线分列运行时,两段母线上的绝缘监察装置平衡桥的中性点分别接地运行,当因故两段直流母线需并列时,应使某一段母线的绝缘监察装置的平衡桥的中性点接地点断开, 如果操作人员在直流母线并列操作过程中未能正确操作将其断开,则会人为形成直流系统的两点接地,当并列前两段直流母线正负对地绝缘电阻不对称时, 极易造成设备地误动。

(2) 稳压装置动作的影响。 从充电母线至控制母线配置有稳压装置的, 其稳压装置一般有硅链或直流斩波器,当充电电源失电后,直流控制母线的稳压装置将会动作,造成直流控制母线电压地波动,影响直流电源的品质。如稳压装置出现故障,则对直流电源系统构成致命性威胁,所以,有些变电站的设计中,从安全的角度则取消了稳压装置。 当然从控制母线的稳压控制方面则失去了调节手段。

(3) 蓄电池内阻的影响。 蓄电池长期运行后由于电池质量或寿命原因,使得电池内阻变大,当直流电源充电装置失电后, 如蓄电池的内阻过大会引起直流母线电压的大幅度跌落, 严重时会造成继电保护拒动或误动。 例如,某变电站在站用电失电后,由于蓄电池内阻偏大,直流母线电源跌落严重,使得110 k V母线电压切换装置直流继电器返回,造成站内所有110 k V线路保护中距离保护的交流回路失压, 此时恰巧一110k V线路发生区外故障,造成该线路保护距离三段保护误动,使得对侧变电站全站失电。

(4) 开关电源模块的影响。 变电站高频开关电源由于原理上的原因, 其输出的直流电流中总是避免不了含有一定的谐波分量,根据国标要求,其谐波含量不得超过3%。 但如果高频电源模块的质量较差,则在其输出的电流中将会含有较高的谐波分量。 现在的保护及自动化装置本身均带有逆变电源模块, 其过高的谐波含量虽对这些装置不能构成直接威胁, 但会对蓄电池的充电带来较大影响,会加速蓄电池的劣化,缩短蓄电池的寿命。

1.2 二次回路的影响

(1) 直流电源系统滤波电容的影响。 直流电源系统为了滤去谐波一般会配置滤波电容, 有些直流系统电容数值高达100 μF。 如此大容量的电容储备了大量的电能量, 其电容积聚的能量如加载在设备动作线圈上足以使继电器动作。

(2) 直流回路分布电容的影响。 变电站的控制电缆数量众多,电缆越长其分布电容越大,由于各分布电容的并联作用,再叠加直流系统的滤波电容,使得直流系统存在较大的对地电容, 当设备出口动作线圈的正极端发生接地时, 由于直流系统绝缘监察装置的平衡桥有一个中性点接地存在, 整个系统对地电容会通过这个中性点对动作线圈放电,极易造成设备误动作。

1.3 交流窜入的影响

交直流串扰实质上也是直流接地, 要严防交流窜入直流故障出现。 因直流系统是通过绝缘监测装置的平衡桥接地的, 正常运行时正负极对地绝缘电阻是对称的。而交流系统的零线是接地的,一旦交直流发生串扰,就会形成直流回路一点接地。因此继电保护操作回路中不允许交直流有公共接地点, 以免引起交直流串扰。 对于直流操作回路,由于电缆的分布电容比较大,一旦发生直流回路接地或发生交直流串扰, 就会使分布电容放电,在直流操作回路中极易造成设备地误动。交流窜入的形式有多种, 各种形式的窜入对直流回路的影响程度各有不同,但其危害结果却类同,极易造成设备地误动。

(1) 交流耦合窜入。由于设计施工的不合理,交流电源电缆与直流电缆合用, 或交流电缆与直流电缆长距离并行敷设,造成交流的耦合窜入,耦合的交流分量叠加在直流电源上对直流电源的质量带来较大影响。高压隔离开关的分合操作过程中, 由触头间电弧引起的电磁感应在直流电缆上会产生较高的耦合电压,如二次电缆的屏蔽接地如做的不好, 耦合的高电压极易造成直流回路绝缘损坏或二次回路器件的损坏。再者,当雷击落在变电站地网上,地电流耦合到直流电缆上,如直流二次回路的屏蔽及接地设计施工的不合理,也会造成直流回路绝缘损坏或二次回路器件的损坏。

(2) 金属性交流窜入。 金属性交流窜入主要是指因为人员误碰或误接线, 致使将交流电源回路搭接到直流回路引起的交流窜入, 因此而造成的事故案例也比较多。

(3) 空气击穿交流窜入。 主要是指因设备原因造成交流电源回路与直流电源回路绝缘击穿, 如辅助开关、 接触器的触点飞弧造成交流窜入直流回路。 例如2011 年4 月1 日17:30, 江苏盐城大丰风电场侧华电220 k V 2W33 线路A相、B相开关在无保护动作情况下跳闸,之后200 ms南自PSL603 保护后备三相跳闸动作,跳开C相开关,对侧华丰变电站2W33 开关未跳闸。 事后经调阅风电场故障录波分析及现场检查后发现2W33 开关误跳闸的原因, 在2W33 开关跳闸前(17:17:20:062)35 k V Ⅱ母出线B相发生单相接地,引起35 k V消弧线圈动作, 因该消弧线圈接触器的动作线圈采用的是直流电源, 消弧线圈接触器动作过程中触点飞弧,使得交流窜入直流回路,如图1 所示。 窜入的交流使得2W33 开关操作回路绝缘击穿, 致使2W33 A相、B相开关直接动作,如图2 所示。

还有因为端子排的接线排列不合理, 交直流的接线端子间隔离不符要求,加之端子箱的密封不严,积尘严重,除湿措施不力,因污秽形成端子间爬电而造成交流窜入直流回路。 极易造成直流回路绝缘损坏或二次回路器件的损坏,甚至造成设备地误动。

(4) 设备故障引起的交流窜入。变电站的设备中,有许多设备均接入了交流和直流电源, 这些设备发生故障极易造成交流窜入直流。 如事故照明切换装置、UPS电源装置,由于这些设备中交直流的接线靠的较近,一旦装置发生故障,交流电源极易窜入直流回路,引发直流回路故障。

2 直流电源系统故障特征检测

通过上述分析, 虽然知道变电站直流系统随时可能遭受来自环境干扰、设备异常、人员误操作等各方面地威胁,但在发生事故时,特别在发生不明原因的事故跳闸时,到底直流系统发生了什么情况,是直流设备发生了故障,还是直流回路的绝缘出现了问题,目前还没有一个有效手段来侦测,只能依赖事故后的排查分析,既耗费了大量的排查分析时间, 还给事故原因分析留有许多不确定性。 为了保证在任何情况下对直流电源系统发生的任何异常情况都能捕捉到, 对变电站直流电源系统故障信息地采集有着某些特殊的要求, 现就这些特殊要求进行一些探讨和探索。

2.1 直流电源系统故障监测的需求

变电站发生不明原因的事故跳闸或异常时, 直流电源系统到底有无异常情况, 或异常情况发生的程度如何,希望能有一个类似于黑匣子的设备,能在任何情况下对变电站直流电源系统所发生的故障及异常信息都能全程高精度地采集到, 为事故分析提供第一手数据资料,以提高事故分析的快捷性和准确性。要实现这些目的,应达到以下基本的功能及性能需求:

(1) 应具有高密度采集信息能力, 因直流电源系统在遭受的干扰中,有稳态的也有暂态的,有些暂态的干扰在现场很难发现痕迹,如瞬间绝缘击穿、交流瞬间窜入等,给事故分析带来不确定性,如能快速地捕捉到所有暂态信息,对事故分析将带来重大帮助。

(2) 应具有故障录波功能, 当直流电源系统发生任何异常情况时,将这些异常状态下的信息记录下来,且要保证在任何情况下(包括在直流系统崩溃的情况下)都能快速地将故障信息记录,并能将采集的信息可靠存储。 正常情况下可将数据及时上传到远程监控平台对数据及时分析,如网络中断,也可从采集装置的存储卡中取出数据,保证存储数据的绝对安全性,并具有事故追忆功能。

(3) 为了能快速、 准确地对直流电源系统异常信息作出分析判断,还需建立一套信息查看及分析系统,为专业人员在事故分析时提供专业的分析工具。同时,当接入的变电站越来越多后,提供大数据的分析功能,这也将对直流电源系统的管理和发展提供重要的信息支持。

2.2 数据采集点的选择

为了能对变电站直流电源系统状况有一个整体的监测,选择检测点也很重要。监测对象应包括直流电源设备、直流系统的绝缘、直流系统的外来干扰。 为了保证监测目的的实现,应该对充电模块的交流输入电源、直流充电母线、直流控制母线设立监测点,以实现对直流充电模块、蓄电池、稳压装置、直流回路绝缘状况的监测,保证故障分析的数据需求。

(1) 为了监测直流充电模块的交流电源输入情况,需在充电模块的交流小母线上设置电压采集点,为直流电源系统发生异常时是否与交流电源有因果关系提供数据分析依据。 因高频整流模块出现异常时可能引起三相交流输入电流异常, 同时可能在直流回路出现较大的谐波分量, 所以要在交流输入回路设置电流采集点也具有一定的必要性。

(2) 直流高频电源模块是直流电源系统的核心部位, 将输入交流电源整流成直流电源并输出到充电母线。 对充电模块的直流输出状况地监测应该是对直流电源系统的第一个重要监测点, 通过设置充电母线电压采集点, 就能实时监测到直流充电模块的工作是否正常。 另外,有些老变电站采用电磁合闸机构,充电母线同时也是合闸母线, 断路器合闸动作时会产生比较大地合闸电流,对直流电源系统产生较大的负荷冲击,在合闸母线上设置电流采集点也可监测到断路器动作情况。

(3) 直流控制母线的运行状况将直接影响到设备能否正常运行, 所以直流控制母线是直流系统主要监测点,直流电源系统的绝缘状况、直流控制母线的电压状况、 交流窜入状况将通过该监测点进行相关信息的采集。同时,通过该监测点对充电母线至控制母线间的稳压装置(硅链或直流暂波器)的工作情况、蓄电池的供电情况也都得到了监测, 如稳压装置或蓄电池出现异常将会及时得到报警。

(4) 蓄电池组经蓄电池总熔丝及蓄电池总开关并接在合闸母线上。正常运行时,充电模块的直流输出除提供直流系统的负荷外, 同时经过充电母线对蓄电池进行浮充电。当充电模块失电或故障时,蓄电池将通过充电母线供电,并经过稳压装置向直流控制母线供电,保持直流电源系统持续供电。 通过对蓄电池组电流回路地监测,将能判断蓄电池组的充放电状态,如蓄电池回路出现异常的充放电现象将会被准确记录。

以220 k V变电站一段母线为例,直流电源系统故障信息采集点设置如图3 所示。

2.3 故障录波启动的判据

一旦直流电源系统发生异常时要能及时完整地将异常信息记录, 这就要对何时进行启动录波的判据选择进行仔细的分析研究, 要充分考虑直流电源系统的各类故障及异常情况下均能可靠启动录波。 启动判据至少应考虑以下几种情况。

1控制母线电压;2控制母线电压正极;3控制母线电压负极;4控制母线电流;5充电母线电流;6充电母线电压;7蓄电池组电压;8蓄电池组电流;9整流模块交流电压;10整流模块交流电流

(1) 直流接地启动。 直流电源系统发生接地是较为常见的现象, 一点接地可能造成保护和自动装置的误动或拒动,两点接地还可能造成直流保险丝熔断,控制回路失去电源。通过检测正负母线对地之间的电压,可以直接反映直流母线的对地绝缘状况, 如正负母线对地之间的电压偏离超过了一定的值将启动检测装置录波。

(2) 交流窜入启动。 交流窜入直流电源系统实际上造成直流电源系统接地, 极易引起继电保护装置误动或拒动,危害严重。交流窜入直流电源系统有时往往是暂态的,绝缘监察装置无法监测到,给查找故障带来很大困难。为能捕捉到这些暂态或静态的异常信息,通过滤取控制母线上的工频分量作为启动录波的判断。

(3) 直流大负载动作启动。 直流电源系统大负载动作时对直流电源系统的供电能力是严峻地考验,特别对一些老变电站, 断路器的合闸采用电磁合闸机构的,对直流电源容量的要求则更高。当直流电源系统发现异常时,需要看是否有大电流输出,为判别是大负载动作还是直流回路短路提供分析数据,因此,当发现有大电流输出时应启动录波。 该状况下录波同时也能够监测到高频电源模块的性能和蓄电池组容量的状况。

(4) 控制母线电压异常启动。 在变电站的直流回路设计中, 有许多变电站的直流控制母线是由充电母线通过硅链或直流斩波器稳压后供电的。 当稳压装置出现异常或故障, 将会对直流控制母线的供电回路带来致命地威胁。因此,当判断出充电母线与控制母线的电压差值及电压跟随特性变化异常时应启动录波,及时发现稳压装置对直流控制母线供电潜在的危险。

(5) 80%电压时启动。 在继电保护的技术要求中,要求直流控制母线电压在80%的额定电压时能可靠动作。但从直流电源管理的角度,应对此状态视为故障态, 此种状况可能持续时间较长, 不可能全程进行录波,但可以动态调整录波的时间间隔,以便随时跟踪直流电源系统的劣化过程。

(6) 交流电源异常启动。 当充电电源模块的交流电源失电时, 或当输入高频电源模块的交流电压过大或过小都会引起模块地自动保护而停止直流输出,或当输入交流电源缺相时使部分高频电源模块停止直流输出,此时直流电源系统完全靠蓄电池供电,直流电源系统将发生较大的波动, 应启动一段录波看其波动情况如何。反过来,当直流电源系统发生异常也可判断与交流电源系统是否有关。 交流的判别需监测三相交流输入电压的幅值、负序、零序,以保证正确地进行启动录波。

(7) 其他监测设备告警启动。 直流电源系统中配置有许多微机监控设备,如高频电源模块、绝缘监测装置、交流窜入直流报警装置、蓄电池巡检装置等。 这些设备主要负责监控交流及蓄电池状态等众多的物理量, 能及时地对直流电源系统异常情况进行检测和告警。一旦这些装置发出告警时,也可直接启动检测装置录波。 其启动判据可从这些设备提供的干接点或通讯口获取。

(8) 48 V通信电源故障启动。 现在变电站和发电厂中大量使用较先进的光传输、PCM设备, 这些通信设备主供电源为48 V,这些通信设备时整个厂站的信息交互命脉,对48 V电源的电压进行监视将显得尤为重要。 因此,当48 V电源发生异常时也需要进行相应录波。

3 故障信息采集装置应考虑的几个问题

3.1 自备电源

由于直流电源系统故障信息采集装置与保护的故障录波器的监测对象的不同, 要求故障信息采集装置在直流电源系统任何状况下均能可靠启动录波, 包括在直流电源系统发生崩溃的情况下也能可靠启动录波。为了保证即使在站用电全部消失、蓄电池容量放尽的情况下装置仍能可靠工作, 这就需求配置自备的工作电源,以及备用电池的自动维护功能。

3.2 数据存储

正常情况下, 装置采集的信息可通过内部网络上传至上一级服务器,但也需考虑在网络中断的情况下,其采集的信息数据能可靠地就地存储, 当网络通讯恢复后可重新上传,或从采集装置上直接导出数据,以便能对采集数据及时得到分析。

3.3 自适应启动方法

由于各变电站的设备配置状况不同, 直流电源系统的容量配置、系统电压、对地电容、负荷容量、系统绝缘状况等都不可能相同, 故障信息采集装置的启动值设置将是一件非常困难的事情,如设置不当,会严重影响录波地准确启动。为使录波启动的设置简单化,应使故障信息采集装置启动门槛的设置具有自适应的能力。装置应通过一定时段内多次信息采集的积累,将积累的信息进行分析计算, 以此作为直流系统正常状态下的背景数据,在此基础上进行启动浮动门槛的设置,对录波启动值作出微调。

4 现场试验情况

装置样机在变电站进行现场测试试验, 分别进行了直流电源充电装置输入交流电源失电、 直流电源系统交流窜入、直流电源系统接地、直流电源系统大负荷冲击等测试,均能及时准确地进行录波启动,现场试运行试验故障波形记录情况如图4 所示。

5 结束语

基于本文对变电站直流电源系统的分析, 提出了研制变电站直流电源系统故障信息采集装置的思路。能够对监测点进行全工况的信息采集和记录, 且是该系统有别于其他直流电源系统监控产品的创新, 从而填补了国内对变电站直流电源系统的故障信息采集的空白。

该装置的成功研发, 将会对变电站直流电源系统故障分析提供数据支持, 对系统存在的故障隐患进行预警,及时发现直流系统中设备及直流回路上的隐患,大大提高变电站直流电源系统运行维护管理水平。 目前该装置已在试运行测试阶段, 通过变电站直流系统故障信息监控平台的建立, 直流设备维护人员可以在办公室桌面即可对变电站直流设备的运行状态进行远方监控和分析, 特别在变电站直流设备发生运行异常时, 运行维护人员能及时收到报警信号, 及时作出处理,同时通过回放记录的故障波形信息,对故障查找和分析提供准确数据支持。

参考文献

[1]王文洪.变电站直流电源系统典型故障分析[M].北京:中国电力出版社,2014:10-16.

[2]杨波,张宝生.直流系统在线绝缘检测装置的研制[J].继电器,2006,34(17):42-46.