对变电站一体化电源分析

王磊 朱小兰 黄文

一、变电站电源设备的现状分析

目前变电站电源操作基本设计主要有3套各自独立的运行系统，包括有直流操作电源、交流不间断电源和通信电源三种，并且每套独立的系统都自带有一组或者两组蓄电池，设立有直流操作蓄电池室和通信蓄电池室。

变电站直流操作电源系统是变电站安全运行的重要设备。蓄电池储能，并且为事故负荷、经常负荷和冲击负荷供电。变电站交流不间断电源主要为一些重要的变电站设备提供不间断电源，也称电力UPS。变电站通信电源与直流操作电源的构造基本一样，不同点就在于蓄电池发挥的功能及控制母线前的降压装置不同。

传统的变电站用电源分散设计存在着诸多问题，别如难以实现用电化的系统管理，站用电源信息可靠性受到影响，子系统分别设计带来的经济负担和投入使用后由于长期的维修而造成的维修费用，更是增加了系统投资的成本。随着现代科学技术的日益发展和电源设备运行维护要求的日益提高，采用直流和交流一体化电源已经成为未来变电站一体化的发展方向。

二、变电站一体化电源设备的未来发展

随着现代科学技术的日益发展和电源设备运行维护要求的日益提高，电源设备自身的发展更是日臻完善，其发展速度也更是惊人。

（一）直流降压装置的发展变化

变电站的继电保护设备对直流电源输入电压的范围正在不断地放宽，电源直流调压的作用正在不断地减小，现如今，已经达到即便去掉直流调压也不会再影响系统的正常运行的效果，并且减小系统损耗同时也降低了系统的可靠性。

（二）电源功率模块化

电源功率变换将随着开关频率和变换效率的的提高，体积在逐年的减小，比如，过一个机柜才拥有的最大电源容量，现在一个模块就可以拥有，这也为今后电源设备的重新组合提供了比较优越的条件。

（三）系统蓄电池向后备电源方向发展

现如今，变电站的操作机构正逐步的向弹簧操作机构方向发展，其蓄电池的容量可以适当的减小，动作电流比较小，而且蓄电池不再需要提供合闸补充电流，它的作用已经逐步变成了交流断电后向后备电源方向的进一步发展。

三、变电站一体化电源设备系统建设

通过对传统变电站的用电分析和研究，找到了其存在的一些问题，这样就针对性的站用交直流一体化的电源系统整体的设计思路。并且希望对今后变电站一体化电源系统的开发和应用提供便利和依据。

（一）交直一体化电源系统设计方案及特点

总体设计思路：1.建立交直一体化电源网络的智能平台。2.提高站用电源管理水平3.消除站用电源存在的安全隐患。4.深层次开发，全面的提高站用电源安全系数与智能化水平。

第一，站用交直流电源一体化系统定义为：将站用直流操作电源系统、交流不间断电源系统和通信电源系统统一设计、成产、调试、监控和服务，通过优化设计、联动系统和网络通信等方法实现站用电源安全智能化、网络设计智能化（智能直流电源总系统、智能交流电源总系统、智能通信电源子系统、智能一体化监控子系统等），实现站用电源交钥匙工程和实现效益最大化目标。第二，站用交直流一体化电源系统并不是简单的把直流和交流混装在一起，它包括了多方面的技术，其主要技术特征表现在以下几个方面：（1）网络智能化设计：可以设计通过交直一体化监控器对站用直流电源、交流电源和通信电源进行统一的监控并且建立统一的平台，以实现信息共享，实现网络智能化。（2）对蓄电池进行优化设置：取消蓄电池组充电设备，转而使用转换器而采用直流母线代替。（3）建立智能专家管理系统：包括固定的数据库、实时数据库和专家智能管理系统。（4）系统联动：自动调整直流运行，应用交流进行线运行方式达到最佳方式运行管理。（5）深层次开发：一体化信息共享平台，综合整理客户的需求后进行开发，也是为了站用电源的深层开发提供了可能。

（二）一体化电源对数字化变电站的开发和应用

第一，可以实现所有开关智能化，对外只有通讯线而没有二次接线。其所谓的开关智能化指的是，将智能电路板、开关及传感器集成在一个机箱内，对外只有通信接口设计模块，而全部的二次接线全在机箱内完成。对集中功能分散化，使屏柜和模块之间并无二次联线。第二，程序化电源的开发和利用包括一体化运行的协调联动和实现站用辅助设备智能化管理。协调联动指的是对站用电源负荷开关根据负荷之间的一定条件、一定的逻辑进行协调联动。实现智能化管理要求智能端就地和辅助设备连接，并且实现信息数字化传输。

变电站内使用的直流电源、交流电源和通信电源等电源系统，通过系统联动、一体化监控和网络通信等方法实现网络智能化和电源一体安全化，解决了传统变电站难以实现用电化的系统管理，站用电源信息可靠性受到影响，子系统分别设计带来的经济负担和投入使用后由于长期的维修而造成的维修费用，更是增加了系统投资的成本等问题。