浅谈变电所自动化系统的电源配置

李成存　唐红艳

要保证电网调度自动化系统和变电所综合自动化系统能够安全、稳定、可靠地运行,其供电电源是否稳定、可靠是一个重要因素。在这一方面,县级电力部门大多对自动化系统主站和通信枢纽站比较重视,基本都有多路互为备用的交流电源,或配备了性能比较好、容量比较大的备用直流电源,却往往忽视了变电所端的自动化设备对电源的要求。这样,不仅降低了自动化系统运行的可靠性,还直接影响对电力系统出现异常时的正确判断和及时处理。

目前,在县级电网变电所中,大多是利用所用变压器的220V交流直接对自动化设备供电,没有备用,一旦交流断电,自动化系统便陷于瘫痪。而所用变压器的输出电压普遍偏高,同时受所内一、二次设备产生的强磁场干扰,电压不稳定,波形指标差,同样也会影响自动化系统的正常运行。

由于电源系统的不可靠和不稳定,而造成通信和信息中断的情况时有发生,主要有以下几种:

(1)由于电源不可靠,在变电所异常或故障时供电中断,造成自动化设备停机,语音和数据传输中断,直接影响对故障的及时诊断与排除;

(2)电源瞬时突然停、送电,会对自动化设备造成冲击破坏;

(3)电网的冲击,电压和频率的波动,都直接影响自动化系统运行的可靠性和稳定性,甚至烧坏设备的辅助电源;

(4)供电系统的电源线还是自动化系统的主要干扰途径之一。

可见,配置性能优良的供电设备,对自动化系统的稳定和可靠运行是非常必要的。

对于自动化系统的电源配置,一般有几种方式:

(1)使用常规不间断电源(UPS)。220V交流电流经过UPS内部的整流电路后,一方面给蓄电池充电,同时又给逆变器供电。一旦交流断电,则自动由蓄电池向逆变器供电,从而保证重要负载的不间断输出。

选用的UPS电源最好是在线式的,输出为标准的正弦波。它接线简单、使用方便,可对自动化系统中各个设备同时供电。断电后能保证系统安全、稳定、连续运行,并能在一定程度上起到稳定输出电压和有效抑制电网低频常态干扰的作用。

但是,常规UPS电源的蓄电池组一般容量较小,后备时间有限,只能维持几十分钟,不能完全满足《电力系统通信管理规程》对通信电源的要求。如果配备大容量的外置蓄电池组,则不仅要增加投资,还将增加自动化系统维护人员的工作量。

(2)利用变电所直流屏的直流电源。在电力系统中,许多变电所装有直流屏和专用蓄电池组,提供直流220V或110V电源,主要为合闸装置、继电保护、事故照明等提供备用电源。直流屏一般均采用阀控式密封蓄电池或免维护蓄电池,其可靠性高、寿命长。直流屏本身是电力系统的重要设备,有明确的维护规定,可靠性有保证。它容量大,电压稳定,因此可以充分利用它给自动化系统供电。

①利用蓄电池组直接给自动化设备提供直流电源。蓄电池组中的每块电池的电压通常是12V,而自动化设备一般也有直流输入接口,这样就可以根据设备对直流电源的要求,取一块或几块电池作为自动化系统的供电电源,可以不直接使用交流电路。

采用这种方法不需增加任何附属设备,电源电压稳定。但是自动化系统中各种设备的直流额定电压不尽相同,有12V、24V、48V、220V等,如果都从直流屏内接电,则电池组上接线多,容易造成接线错误,而且在直流屏检修时,对自动化系统的供电也会中断。

②使用DC—DC高频通信开关电源。该装置的输入、输出均为直流。它结构简单,价格便宜,使用方便,可根据具体情况决定输入和输出的直流电压等级。它体积小,如在一个机架内放置多台,就可以得到所需的多个电压等级的直流输出。交、直流互为备用,平常由交流旁路供电,交流断电时可自动切换,使用直流。

(3)采用电力专用不间断电源(电力专用UP5)。电力专用UPS与常规UPS的结构和功能基本一样,它是利用变电所直流屏的蓄电池组作为逆变器的直流电源,输出为220V交流电流。正常情况时,交流电流通过UPS内的整流和逆变电路给自动化系统供电;交流断电后,由直流屏经UPS逆变后给自动化系统提供不间断电力。它采用全桥电路结构,可以带风机等电动机负载。配置该设备可节省资金和维护工作量。

总之,在为自动化系统配备电源时,要综合考虑变电所的具体条件和自动化系统对电源的实际需要,进行合理选择。

(编辑/刘佳)