变电站直流电源远程监控及维护系统设计探究

2017-11-30占利锋范燕春

科技与创新 2017年24期

关键词：直流电源直流蓄电池

占利锋，范燕春

（杭州中恒电气股份有限公司，浙江杭州 310053）

变电站直流电源远程监控及维护系统设计探究

占利锋，范燕春

（杭州中恒电气股份有限公司，浙江杭州 310053）

近年来，随着人们生活水平的提高，使得对电力系统运行稳定性、可靠性的要求也越来越高，在一些变电站中有人值守点监控已经满足不了社会的发展需求了。因此，电力系统变电站也正在向着数字化、智能化的方向发展。通过对直流电源运行和维护的分析，在此基础上提出了一种基于电力局域网的直流电源远程监控和维护系统，同时，给出了远程监控系统的拓扑架构，进而对整个变电站直流电源远程监控及维护系统进行了规划。

变电站；直流电源远程监控；维护系统；高频开关电源

1 变电站直流电源运行维护现状

目前，我国大部分变电站直流系统已经采用了高频开关电源充电模块和阀控蓄电池，该模块具有体积小、质量轻、精确度高、配置灵活等特点。蓄电池又有密封性好、无污染、过放电性能好、维护量小等特点。直流电源系统可以在调度端实现对直流系统的三遥，但调度中心却只能获取到很少一部分信息，无法直观地反映直流系统的运行情况，使工作人员不能及时了解到现场直流设备和蓄电池组的工作状态。

2 系统的拓扑架构

直流电源远程监控和维护系统被详细的分成了3层，即管理应用层、网络通信层和数据采集层。变电站端的本地监控装置将数据采集层的设备连接在一起，将所采集到的各种相关的数据传输到网络通信层，由网络通信层对数据进行处理以后便传输到管理应用层。如此一来，要想对直流系统的信息进行浏览，便可在网上完成。而远程监控终端可以给各个分级管理终端提供相应的管理口令，各分级管理终端便可以根据自己的权限对变电站的信息参数进行更改。

3 系统功能

变电站直流电源远程监控及维护系统可以实现以下功能：①对各变电站直流系统的所有运行参数进行了远程采集，用图表、曲线等多种形式显示出来；②可以远程进行蓄电池组的测试以及放电实验，不仅实现了远程放电，还保证了母线供电的稳定性；③实现了蓄电池组在运行中内部电压的均衡，有效保证了蓄电池组中的每一个单体电池都能够保持在最佳的运行状态，延长了蓄电池组的使用寿命，进一步提高了直流电源系统运行的可靠性。

4 维护系统的设计

4.1 本地监控装置

大部分变电站的变电站端都有安装本地监控装置，其是以RS232/RS485通讯方式连接原直流电源主监控装置。在对蓄电池组的电压、电流进行控制时，通过电池均衡采集子系统完成，通过电池智能放电子系统的相关功能来完成母线状态的切换、蓄电池放电等多种保护措施，保证了放电过程的安全性；能够采集到各馈线支路开关的位置和脱扣状况，可以采集到系统中直流电源的数据，进而对充电机的状态转换参数进行了修改。

4.2 电池均衡采集子系统

一个电源模块和多个均衡采集模块共同组成了电池均衡采集系统，其系统的安装结构采用了下放式结构，其与本地监控装置进行通讯时是通过传感器网络来完成的。电源模块将蓄电池组的电压和电流采集到后，为其他的均衡模块提供了需要的充电电源；均衡采集模块在测量内阻时采用分段式放点法进行，当单体电池的电压与电池平均电压差比整定值变大时，要立即启动均衡模块，从而实现电池的高放低充，让电池的电压达到均衡水平以延长电池的使用寿命，提高直流电源系统的运行安全性。在接线方式方面，用可以插拔的端子接线方式，方便接线和维护操作，保险丝用带有自恢复性的，能够更好地预防短路和烧毁模块的现象发生，将系统的安全风险降到最低。

4.3 电池智能放电子系统

电池组维护中，很重要的内容就是蓄电池组核对性放电试验。一般对于新安装的蓄电池组都要进行一次全面的核对性放电试验，之后每3年进行1次，在运行6年以后，需要每年进行1次。而直流电源远程监控以及维护系统中一个重要的组成部分就是电池智能放电子系统，其主要负责蓄电池的核对性放电试验。

4．3．1 双母线分段直流系统

此系统中有2套直流设备，在进行放电试验时，需要将实验中的一套直流设备退出运行，由另外一套直流设备带两段直流母线进行运行；对实验的蓄电池组进行全核对性放电，通过对远程或就地操作相应的开关来完成蓄电池的核对性放电试验。

4．3．2 单组蓄电池直流系统

当系统中只有一组蓄电池时，既不能退出运行，也不能进行全核对性放电试验，只能用恒流对额定容量进行控制。

4.4 馈线开关量采集子系统

此系统主要对母线以及各个馈线开关的位置和脱扣状态信息进行采集。此系统与本地监控装置进行通讯时，是通过RS485总线来完成的。每一个开关量采集模块可以同时对多路开关量进行监测。每路开关量都是通过光电进行隔离的，具有极强的抗干扰性能。

4.5 数据中心服务器

数据中心服务器一般安装在通讯机房，其主要负责与各个变电站的本地监控装置通信，然后对所接收到的数据进行处理和分析，并将分析出来的结果再分发到各个发电站的远程终端上。

对各个子站终端所发过来的报警数据以及需要存储的数据进行存储，按照实际情况在各子站之间建立直流电源装置台账，可以对每一个子站装置的设置进行查询或更改。

4.6 远程监控终端

各远程监控终端可以通过局域网对每一个变电站直流系统的信息进行浏览，根据需要对每一个变电站的直流系统的模拟图进行设置，还可以将母线的电压、电流等一些信息直观显示在模拟图上；可以根据子站的访问权限对任何一个变电站直流系统的信息和参数进行设置和修改，对远程更改现场采集模块的相关设置进行查看；具备完善的报警功能，能够根据报警的信息对报警的性质作出自动分级，从而保证报警信息不遗漏。