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一、概述

電力操作電源是變電站不可或缺的重要組成部分，對(duì)其可靠性要求非常高。雖然直流屏在電力操作電源廣泛應(yīng)用，但也同時(shí)存在一些問題，列舉如下：

1.資源浪費(fèi)：

隨著高壓開關(guān)設(shè)備逐步淘汰電磁操作機(jī)構(gòu)，改為彈操機(jī)構(gòu)以及永磁操作機(jī)構(gòu)，以及二次設(shè)備進(jìn)一步小型化，其對(duì)直流屏的功率要求以及電池容量要求均在降低，大部分變電站直流母線電流不超過2A,對(duì)于直流屏設(shè)備本身以及保養(yǎng)維護(hù)產(chǎn)生較大的浪費(fèi)。

2.可靠性低：

傳統(tǒng)直流屏采用蓄電池串聯(lián)模式，依靠多只電池串聯(lián)獲得直流系統(tǒng)的110V或220V電壓，但是由于單只蓄電池內(nèi)部參數(shù)很難做到一致，最差一只蓄電池容量決定整組蓄電池質(zhì)量(木桶效應(yīng))，若長(zhǎng)期運(yùn)行且未規(guī)范維護(hù)保養(yǎng)，將非常容易因單只蓄電池失效導(dǎo)致直流屏在關(guān)鍵時(shí)刻不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，其可靠性降低。

3.不能在線監(jiān)測(cè)：

雖然目前大多數(shù)直流屏均配置了巡檢裝置，但只能檢測(cè)單只蓄電池的端電壓，無法測(cè)量蓄電池的實(shí)際容量，只有在定期維護(hù)，進(jìn)行一致性檢測(cè)時(shí)才能真正確定實(shí)際容量。而因?yàn)橐ＷC變電站系統(tǒng)的正常生產(chǎn)運(yùn)行，要在平時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行檢測(cè)將非常耗費(fèi)人力且難以執(zhí)行，運(yùn)檢人員對(duì)蓄電池的運(yùn)行狀態(tài)缺少適合的檢測(cè)方法和手段。

4.維護(hù)困難：

變電站尤其是配網(wǎng)變電站，數(shù)量眾多且分布極為分散，定位維護(hù)工作量極大。

二、電力操作電源要求

1.具備完整的直流屏后備電源功能，在交流斷電后仍可工作較長(zhǎng)的一段時(shí)間仍可以不間斷供電。

2.可以根據(jù)需要輸出24V,48V,110V,220V單路/雙路電源。輸出電源長(zhǎng)期輸出功率可以較小(如不超過100W),但應(yīng)能給一次設(shè)備操作機(jī)構(gòu)提供較大的瞬時(shí)分合閘電流(如DC220V輸出10A,持續(xù)100ms)。

3.蓄電池可以自動(dòng)放電維護(hù)，在無人干擾的情況下，電源能夠在設(shè)定活化周期內(nèi)自動(dòng)循環(huán)對(duì)蓄電池進(jìn)行放電維護(hù)，或者人工手動(dòng)或通過后臺(tái)遠(yuǎn)程啟動(dòng)活化維護(hù)。

4.蓄電池串聯(lián)節(jié)數(shù)盡可能少，減少因蓄電池參數(shù)不一致導(dǎo)致采用串聯(lián)的蓄電池組整體失效風(fēng)險(xiǎn)。

5.電源需設(shè)置完善的保護(hù)措施和報(bào)警功能，并可將運(yùn)行信息通過接口上傳到后臺(tái)。

三、解決方案

針對(duì)上述問題以及配網(wǎng)電力操作電源《GB/T19826-2014電力工程直流電源設(shè)備通用技術(shù)條件及安全要求》標(biāo)準(zhǔn)要求，深圳市海泰林科技有限公司提出了變電站新型微型直流操作電源(HMP400)解決方案。此方案操作電源專為電網(wǎng)設(shè)計(jì)擁有升壓直流電源核心技術(shù)，電網(wǎng)適應(yīng)能力強(qiáng)，寬工作輸入電壓，寬溫度范圍環(huán)境，具有低壓警告，欠壓切除(交流電恢復(fù)正常時(shí)自動(dòng)恢復(fù))，以及過放電，短路，過載保護(hù)等完善保護(hù)功能;對(duì)外輸出24V,4V,110V,220V單路/雙路電源，綜合考慮蓄電池組與輸出電壓比，選擇2節(jié)12V或者24V鋰電池組作為儲(chǔ)能介質(zhì)，節(jié)省蓄電池節(jié)數(shù)的使用，并對(duì)輸出端進(jìn)行特殊設(shè)置，確保無論只有市電或者只有蓄電池供電情況都可以瞬時(shí)大功率放電，可靠性進(jìn)而大大提高，蓄電池?zé)o人干擾自動(dòng)檢測(cè)和維護(hù)，可以自動(dòng)定期放電維護(hù)，具備報(bào)警干接點(diǎn)和485通信接口，可以將電源運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到后臺(tái)系統(tǒng)。體積小，重量輕、集成度高等特點(diǎn)，可以分散安裝于變電站高壓柜的儀表室內(nèi)。經(jīng)過了多個(gè)變電站的應(yīng)用和檢驗(yàn)，證明該方案是35KV及以下電壓等級(jí)變電站電力操作電源優(yōu)質(zhì)解決方案。

四、方案實(shí)施

將微型直流電源(HMP400或者UP5)安裝于高壓柜儀表室內(nèi)，每一個(gè)裝有斷路器的高壓柜配備一臺(tái)微型直流電源，微型直流電源輸入取自PT或者市電，輸出為高壓柜的儲(chǔ)能電機(jī)，分合閘線和二次控制回路供電，如下圖所示：

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這種方案由于將“直流屏”分布到每一個(gè)高壓柜中，避免了傳統(tǒng)直流屏故障導(dǎo)致整個(gè)變電站操作電源失電;同時(shí)，由于微型直流電源具備蓄電池自動(dòng)活化功能，降低了直流電源的維護(hù)工作量，且在其出現(xiàn)市電停電或者蓄電池失效時(shí)及時(shí)報(bào)警，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性。