一种应用于保供电的快速不停电转供电源装置

韦光科 刘志君

摘  要：重要负荷的保供电工作，其最重要的点在于发电机的快速接入以及供电方式的迅速切换。基于此，通过对配电系统的分析，结构的优化，找出其关键节点，并进行系统优化，可以较为完美的解决配电网重要负荷在保供电时需要停电作业、安装外部设备等问题。

关键词：保供电;发电机;检修;配电

中图分类号：TM624    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）12-0000-00

0 概述

配电系统在检修、维修时，或重要场所保电时，为了保障持续可靠的供电，需要采用发电机接入系统来临时承担起系统的负荷，待检修或重要活动完成后，恢复原有的供电方式，从而实现资源的合理调配与利用，但是这种临时的负荷转移是一个繁琐的过程，为了保证在负荷转移过程中工作人员的安全，常规的方式是停电后进行转移，这种方式不仅耗时较长，而且在负荷转移过程中会造成负载断供的情况。基于此，根据现场的实际情况来提出一种不用停电的保供电转接装置，不仅在切换负荷的时候不停电，还可以大大缩短负荷转移的切换时间，大大提高工作效率，以及提高供电的可靠性[1]。

1系统分析

如图1所示，现有配电网台区的10kV线路至台变之间设置有高压刀闸QS1，台变与配电柜之间设置有低压刀闸QS2，后端配电柜中设置有QF1-QF4-QFn等一系列的馈线输出开关，该供电方式电源单一，可靠性低[2]。

当该台区称为重要负荷需要热备份或者是线路故障及台变需要检修时，为了保障QF1-QF4用电不受影响，需要用发电机对该系统供电或者随时保持待供电状态。但在台变与QF1-QF4之间任意一个位置接入都必须停电操作，因为当前状态下该段线路是带电的，如何选择接入点是一个关键，QF1-QF4馈线输出开关总会有一些备用的回路，而且在断开后馈线输出的部分是不带电的，因此，选择这个点为大电机的接入点是可以实现不停电接入的[3]。

如图2所示，选取一个馈线输出开关（以QF4为例）作为本装置的接入点，中间接入一个QS3作为明显的断点，其中ATS是供电切换装置，发电机并网控制器是判定是否并网的控制装置，确保了发电机与电网同期并网，短期内的使用采用图2的连接方式便可以通过QS2以及ATS的投切方式来实现不停电转供电的运行方式的转换[4]。

如果需要长期运行，且使这个系统在无人值守时，能够实现完全自动切换，则可以在断开QS1/QS2两个高低压刀闸后，在完全不带电的情况下进行图3的连接。

如图3所示将ATS的另一路输入QS4的前端接入到台变与QS2之间，连接完毕后闭合高压刀闸QS1，断开QS2，此时发电机输出与台变输出完全经由转供电装置来控制，其执行机构为ATS，此时长期运行可以实现一主一备的运行方式，为检修、保供电、抢修提供了更加可靠的电源[5]。

2内部结构

转供电源装置的主要自动控制机构为发电机开关与ATS电源开关，由于发电机输入需要经过并网控制器检测判定后才可以决定是否可以接入系统并网，因此发电机开关是一台具有自动合闸机构的自动断路器，而ATS开关是根据市电与发电机电源的判定来确定其中某一路进行供电的自動执行机构，是供电电源选择的执行机构[6]。

为了快速的进行安装接线，市电输入、发电机输入、母线输出等转供电装置外部接线部位，均采用快速接入插头，这样解决了在设备架设过程中步骤繁琐，周期久的问题[7]，其外部结构图如图4所示。

3 功能特点

通过本方案的设计，其功能主要有以下特点：（1）切换负荷到发电车供电可以零切换;零切换的执行单元是QF5发电机进线开关，其判定装置为发电机并网控制器，传统的发电机接入通常是先断开市电台区的输入，然后再接入，这就必然有一个停电过程，停电就意味着供电的可靠性大打折扣。相反先并网是一个1+1的累计过程，确保了在1路电源的情况下叠加另1路电源时负荷不受影响，紧后的2-1的步骤同样也可以使负荷不受影响。（2）切换负荷时可以避免操作人员误操作造成的人员伤害;由于有了并网功能，可以完全在1+1完成后再进行刀闸切换，既可以避免在分合闸时因时序错误而造成的停电问题，还可以避免带负荷分合闸刀造成人员或设备故障问题。（3）在保供电场可以减少UPS及蓄电池的高投入问题;并网功能无需UPS与电池，但是也具备了UPS静态开关的功能，从经济上实现了节约。（4）再检修，维修作业可以更加方便，快捷，减少停电时间。由于其结构设计为便携移动式，因此适用于不同场合，而且其功能具备短期与长期通用的特点，因此适用于长期或短期的不同应用工况或场合。

4 结语

当前保供电的应用场合十分广泛，从时间上划分有长期和短期，从原因上划分有重要负荷、设备检修、线路故障等，而从结构上划分可以分为固定式与移动式，适用于固定长期安装以及移动临时应用。基于此，本装置巧妙的利用现有台变原理，小范围的改进组合后，解决了大量的现实问题，为配电设备的改进提供了一种新的思维模式。

参考文献

[1]许可明，雄炜.配电网自动化系统[M].重庆：重庆大学出版社，2007.

[2]束洪春.考虑断路器非同期合闸的行波数据采集方式及保护算法[J].电网技术，2005（22）：84-88.

[3]刘建强，黄锦明，伊立挺，等.应急发电车0.4kV电源快速接入用户侧装置研制[J].中国高新技术企业，2017（1）：10-11.

[4]张斌.基于表带点触式过流技术的0.4kV应急电源快速接入装置的研制与应用[J].中国高新技术企业，2016（21）：45-47.

[5]周洁，许解，王永平.应急发电车的配置与管理[J].电力需求侧管理，2014，16（5）：55-58.

[6]张华，华月申.应急电源车新型快速接头研究[J].供用电，2013，30（4）：43-47.

[7]王逊峰，顾金，钱忠.应急电源车的应用分析[J].华东电力，2011，39（12）：2135-2137.

收稿日期：2020-11-10

作者简介：韦光科（1988—），男，壮族，广东清远人，本科，工程师，研究方向：配网自动化。