智能變電站中高頻開關(guān)電源技術(shù)應(yīng)用

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最后更新：	2017-07-26 11:26
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公司基本資料信息

詳細(xì)說明

　　國家電網(wǎng)公司在2009年特高壓輸電技術(shù)國際會議上提出了建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃。“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”以堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為支撐，以智能控制為手段，包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電等各個(gè)環(huán)節(jié)，是堅(jiān)強(qiáng)可靠、經(jīng)濟(jì)高效、清潔環(huán)保、友好互動的現(xiàn)代電網(wǎng)。智能變電站作為堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要一環(huán)，保證其可靠穩(wěn)定的運(yùn)行至關(guān)重要。直流電源系統(tǒng)作為智能變電站穩(wěn)定運(yùn)行的保障，其主要任務(wù)是給繼電保護(hù)、自動控制裝置、開關(guān)分合閘、事故照明等提供可靠動力，應(yīng)滿足穩(wěn)定、可靠、高效等要求。目前直流電源普遍采用模塊化、可靠、高效、小型的高頻開關(guān)電源。高頻開關(guān)電源外殼模塊通過N+1冗余技術(shù)和均流技術(shù)來實(shí)現(xiàn)大功率直流電源的可靠運(yùn)行。
　　交直流一體化電源系統(tǒng)
　　220kV智能變電站交直流電源配置情況，1號站用變壓器連接400VⅠ段母線，2號站用變壓器連接400VⅡ段母線，兩段母線分列運(yùn)行該變電站配備2套獨(dú)立的充電機(jī)和蓄電池組，每套直流裝置有2路三相交流電源，互為備自投第1套充電機(jī)對Ⅰ段直流母線供電并對Ⅰ組蓄電池組進(jìn)行浮充電，第2套充電機(jī)對Ⅱ段直流母線供電并對Ⅱ組蓄電池組進(jìn)行浮充電，直流母聯(lián)開關(guān)ZK正常在分位。通信電源未配置獨(dú)立的蓄電池組，采用220V直流母線為通信電源提供輸入，通過DC/DC變換器提供48V直流電源為通信設(shè)備供電。配置2套獨(dú)立的UPS電源，構(gòu)成雙機(jī)冗余供電系統(tǒng)，分別由一路交流和一路直流供電。
　　1、直流充電模塊
　　直流充電模塊主要由交流配電單元、充電模塊、直流饋電單元、集中監(jiān)控單元、絕緣監(jiān)測單元和蓄電池組等部分組成。交流配電單元實(shí)現(xiàn)兩路交流電源的互為備自投。因?yàn)槭艿介_關(guān)器件性能的限制，單個(gè)開關(guān)電源外殼模塊的最大輸出功率只有幾千瓦，但實(shí)際上需要幾百千瓦為直流系統(tǒng)供電，所以，充電機(jī)通常采用多個(gè)高頻開關(guān)電源模塊的并聯(lián)來實(shí)現(xiàn)大功率輸出。高頻化使得隔離變壓器的體積和質(zhì)量更小，有利于實(shí)現(xiàn)模塊化。另外，高頻開關(guān)電源采用的軟開關(guān)技術(shù)，能夠大幅度減小開關(guān)損耗，提高變換效率。絕緣監(jiān)測在直流系統(tǒng)中時(shí)刻監(jiān)視正負(fù)母線對地的絕緣情況，正母線接地可能引起保護(hù)的誤動作，而負(fù)母線接地時(shí)，如果系統(tǒng)再有一點(diǎn)接地，很可能將跳閘線圈短路，造成斷路器的拒動。蓄電池組由104只300Ah/2V單體蓄電池串聯(lián)構(gòu)成，蓄電池浮充電電壓為2.23~2.28V。集中監(jiān)控單元通過采集蓄電池的端電壓、充電電流和對單個(gè)蓄電池電壓的巡檢來監(jiān)視蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)。直流饋線為事故照明、開關(guān)分合閘、保護(hù)裝置和自動控制裝置等提供可靠的電源。
　　2、通信電源模塊
　　通信模塊電源外殼電源在常規(guī)變電站中一直獨(dú)立設(shè)置，為通信設(shè)備、遠(yuǎn)動裝置提供可靠、穩(wěn)定的電源。但該種配置方式占用空間大、設(shè)備投資高，有些功能與站內(nèi)直流系統(tǒng)類似_已經(jīng)不能滿足智能變電站設(shè)備的簡約化、經(jīng)濟(jì)化、網(wǎng)絡(luò)化的要求。根據(jù)國家電網(wǎng)公司最新規(guī)定，66~220kV變電站宜采用交直流一體化電源系統(tǒng)，通信電源不單獨(dú)配置，即由直流系統(tǒng)經(jīng)DC/DC變換向通信設(shè)備供電直流充電模塊采用的高頻開關(guān)電源技術(shù)，如模塊化、小型化、軟開關(guān)技術(shù)、均流技術(shù)和冗余技術(shù)等，同樣適用于通信電源DC/DC變換器。
　　3、UPS電源模塊
　　UPS(uninterruptiblepowersystem，不間斷電源)在站用變壓器供電故障后，能為后臺監(jiān)控機(jī)、五防閉鎖機(jī)、交換機(jī)等重要負(fù)荷提供可靠電能。UPS正常運(yùn)行時(shí)有2路輸入電源，正常情況由交流輸入經(jīng)整流、逆變后向負(fù)載供電，交流輸入中斷時(shí)，由直流輸入經(jīng)逆變后向負(fù)載供電。高頻開關(guān)電源技術(shù)在UPS中的整流、逆變部分仍得到應(yīng)用。另外，模塊化、冗余技術(shù)也是UPS的發(fā)展方向，模塊化使得系統(tǒng)組建和擴(kuò)容方便，當(dāng)其中一個(gè)模塊故障時(shí)，可從系統(tǒng)中脫離，冗余配置保證不影響正常供電。
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