提高低压开关柜控制电源供电可靠性的相关分析

2021-01-23张恒泉

通信电源技术 2020年19期

张恒泉

（山东诚信工程建设监理有限公司，山东济南 250000）

0 引言

低压开关柜在低压供电系统中承载变压器高压的关键作用，直接关系低压供电系统的安全性，具有保证整体系统运行安全性重要作用。保证低压开关柜控制电源的供电可靠性一直是保证其正常运行的一个关键点。因此，本文针对一些常出现的问题提出了解决措施，希望可以有效解决低压开关柜使用过程中的问题。

1 低压开关柜简介

低压开关柜的类型多样，不同的应用领域有不同的设计类型。设计低压开关柜时主要是应该考虑到应用环境的特殊性和特点，保证其能够在各种应用环境中的有效性。低压开关柜的内部设计较为复杂，主要的设计依据是开关电气的特点。设计理念就是单元化设计，通过小单元的设计和完善，最终组合成大的单元。低压开关柜有着较为严密的安全防护，而且防护方式独特，采用的是区域之间和功能单元进出线之间相互隔离的防护模式。这种防护模式规定了隔离距离，有效提升了安全级别，保证了设备运行的安全性。

低压开关柜在地铁运行中的应用较为常见，是所有用电设备的总进线开关，关系着地铁的整体运营。地铁的运行过程中，从通信监控到照明扶梯，从信号到电子通信，全部的用电设备都直接受到低压开关柜的供电影响[1]。出于保证供电稳定性和地铁运行安全考虑，低压开关柜采用的是两进线一母联的方式。两台不同的变压器有两段低压柜，联络柜的设置使得两段低压柜互为备用。图1为低压开关柜，可以清晰地看到设备的组成，属于较大型的一种高级设备。

图1 低压开关柜

2 控制电源失电的原因

作为保证地铁安全运行的重要部件，低压开关柜的控制电源供电可靠性是当前主要的研究方向。控制电源失电原因主要有双电源切换装置出现问题、UPS主机故障问题以及蓄电池的故障等。有关部门要以控制电源的供电回路为分析依据仔细研究失电原因并总结经验，做好风险评估工作，预防新问题的出现，做好应急备案。

2.1 双电源切换装置出现问题

低压开关柜的系统内部的双电源主要作用是保证供电的稳定性。主用电和备用电的成功切换是保证正常供电的一个关键，其问题会导致供电故障。这种现象在发电厂运营的过程中是一个比较常见的故障。相关部门需要在电池电量耗尽前及时检修设备，不然就会导致备用电源无法正常切入。控制电源失电后会诱发一系列的事故，影响供电稳定性[2]。

2.2 UPS主机故障问题

UPS主机是保证控制电源安全稳定的重要设备，其容易受到环境的影响，周围的温度、湿度以及尘土都会导致主机发生故障。地铁站的组成包括地下站和高架站，其运行情况和环境的影响密切相关。在温度方面，地下站一般都是采用冷水机组集中供冷，温度维持在一个较为舒适的水平，因此温度不会对其造成过多影响。高架站长时间暴露在外面，尤其在夏天，温度常会达到35 ℃以上，这种高温的环境不仅影响了高架站的正常运行，同时使主机的运行状况极为不利。此外，高架站的一些设备会设置在马路边，来来往往的车辆排放尾气和扬起灰尘，使得设备受到灰尘的影响较大。利用低压开关柜作为电源的主机通风不畅，而且散热功能差，这就会使主机因为温度过高而出现故障。这种故障只能在出现问题的时候暴露出来。主机内部的温度是工作人员肉眼观察不到的，因此要求相关部门加强对主机内部温度的实时监测，及时关注主机的温度变化和运行状态，避免由于温度过高造成的部件损坏[3]。

2.3 蓄电池的故障

造成蓄电池故障的主要原因是温度。20 ℃是保证蓄电池正常工作的一个温度水平。温度过高会降低蓄电池的性能。想要充分保持蓄电池的性能需要每半年进行一次充放电测试。不过在日常的使用过程中蓄电池的放电机会较少，而且控制电源的负载电流很小，导致不能正常开展对蓄电池的正常维护。多方面因素的共同影响下使得蓄电池的故障率较高，因此需要加强蓄电池的恒温控制，定期进行检修。

3 优化低压开关柜控制电源供电可靠性对策

工作人员应采取措施改造控制电源，并且进行风险评估，从而优化控制电源供电的可靠性，具体内容如下。

3.1 改造方案

经过目前的理论研究和实践结果表明，蓄电池故障和UPS主机故障是众多造成控制电源失电原因当中最为主要的原因。解决这两种故障可以有效降低低压开关柜的故障率，保证设备的稳定运行。因此，当前改造方案的设计可从这两个角度出发，以提高改造方案的有效性。

解决UPS的主机故障问题，关键在于采取合适的办法保证主机功率可以配合设备的正常工作。因此，需要配备大功率的UPS主机，接受匹配工作量的任务。大功率的UPS具有远程监控和日常巡检的功能，同时，蓄电池可以实现定期保养，提高电池性能。将低压柜控制电源双电源切换装置上端主路电源改由通信或者信号大功率UPS供电，去除双电源切换装置下端的UPS主机和蓄电池系统，直接将控制电源接入双切输出端。这样的改造方案既可以降低双电源切换装置的置换次数，又避免两种故障对控制电源的影响，减少失电现象的发生[4]。

3.2 风险评估

上述改造方案可以有效提高控制电源系统的稳定性，但在问题得到改观的同时，要详细研究方案的风险性，做好风险评估工作并制定完备的应急方案，以备后期出现故障时及时止损。控制电源失电是很常见的事故，一些常见的检修工作也会引起控制电源失电，这些不可控的因素会直接影响电源系统的稳定性。在电机运行过程中，检修工作是不可避免的，是每天必须进行的一项工作，因此要合理安排日常检修与定期检修工作的搭配。检修工作对于控制电源失电方面有一些影响，检修方式不恰当也会对保证供电可靠性造成反作用。因此要平衡这二者的关系，就要有效地规避其中的矛盾点。

大功率的UPS主机对于电路的要求较高，发电厂的高压倒闸工作也是对电路要求较高的一项日常检修工作。当大功率主机和高压倒闸同时进行工作时，就会对电路造成巨大的压力，电路崩溃的同时也会导致控制电源失电的情况发生。因此，要采取有效的措施规避这种问题的出现，合理安排作业计划，避免两项工作之间产生冲突，从而保证电路处在一个较为安全的用电范围。这样可以有效提高低压开关柜控制电源的供电可靠性，保证电路的稳定运行。