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【方案】怎样把“直流屏”装进高压柜内部?
日期:2016-10-17    浏览次数: 12135

一、概述

电力操作电源是变电站不可或缺的重要组成部分,对其可靠性要求非常高。虽然直流屏在电力操作电源广泛应用,但也同时存在一些问题,列举如下:

1. 资源浪费:

随着高压开关设备逐步淘汰电磁操作机构,改为弹操机构以及永磁操作机构,以及二次设备进一步小型化,其对直流屏的功率要求以及电池容量要求均在降低,大部分变电站直流母线电流不超过2A,对于直流屏设备本身以及保养维护产生较大的浪费。

2. 可靠性低:

传统直流屏采用蓄电池串联模式,依靠多只电池串联获得直流系统的110V或220V电压,但是由于单只蓄电池内部参数很难做到一致,最差一只蓄电池容量决定整组蓄电池质量(木桶效应),若长期运行且未规范维护保养,将非常容易因单只蓄电池失效导致直流屏在关键时刻不能发挥应有的作用,其可靠性降低。

3. 不能在线监测:

虽然目前大多数直流屏均配置了巡检装置,但只能检测单只蓄电池的端电压,无法测量蓄电池的实际容量,只有在定期维护,进行一致性检测时才能真正确定实际容量。而因为要保证变电站系统的正常生产运行,要在平时对蓄电池进行检测将非常耗费人力且难以执行,运检人员对蓄电池的运行状态缺少适合的检测方法和手段。

4. 维护困难:

变电站尤其是配网变电站,数量众多且分布极为分散,定位维护工作量极大。

二、电力操作电源要求

1. 具备完整的直流屏后备电源功能,在交流断电后仍可工作较长的一段时间仍可以不间断供电。

2. 可以根据需要输出24V,48V,110V,220V单路/双路电源。输出电源长期输出功率可以较小(如不超过100W),但应能给一次设备操作机构提供较大的瞬时分合闸电流(如DC220V输出10A,持续100ms)。

3. 蓄电池可以自动放电维护,在无人干扰的情况下,电源能够在设定活化周期内自动循环对蓄电池进行放电维护,或者人工手动或通过后台远程启动活化维护。

4. 蓄电池串联节数尽可能少,减少因蓄电池参数不一致导致采用串联的蓄电池组整体失效风险。

5. 电源需设置完善的保护措施和报警功能,并可将运行信息通过接口上传到后台。

三、解决方案

针对上述问题以及配网电力操作电源《GB/T19826-2014 电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求》标准要求,深圳市海泰林科技有限公司提出了变电站新型微型直流操作电源(HMP400)解决方案。此方案操作电源专为电网设计拥有升压直流电源核心技术,电网适应能力强,宽工作输入电压,宽温度范围环境,具有低压警告,欠压切除(交流电恢复正常时自动恢复),以及过放电,短路,过载保护等完善保护功能;对外输出24V,4V,110V,220V单路/双路电源,综合考虑蓄电池组与输出电压比,选择2节12V或者24V锂电池组作为储能介质,节省蓄电池节数的使用,并对输出端进行特殊设置,确保无论只有市电或者只有蓄电池供电情况都可以瞬时大功率放电,可靠性进而大大提高,蓄电池无人干扰自动检测和维护,可以自动定期放电维护,具备报警干接点和485通信接口,可以将电源运行状态和数据实时上传到后台系统。体积小,重量轻、集成度高等特点,可以分散安装于变电站高压柜的仪表室内。经过了多个变电站的应用和检验,证明该方案是35KV及以下电压等级变电站电力操作电源优质解决方案。  四、方案实施

将微型直流电源(HMP400或者UP5)安装于高压柜仪表室内,每一个装有断路器的高压柜配备一台微型直流电源,微型直流电源输入取自PT或者市电,输出为高压柜的储能电机,分合闸线和二次控制回路供电,如下图所示:

直流电源方案

这种方案由于将“直流屏”分布到每一个高压柜中,避免了传统直流屏故障导致整个变电站操作电源失电;同时,由于微型直流电源具备蓄电池自动活化功能,降低了直流电源的维护工作量,且在其出现市电停电或者蓄电池失效时及时报警,进一步提高了系统的可靠性。

UP5

(海泰林UP5电源)

海泰林科技有两种不同外观形式的产品可以应用于本方案。一种是HMP(UP5)系列微型直流电源,该产品内置7-12AH蓄电池,结构紧凑,安装接线简单,可直接整体安装于高压柜的仪表室内,但电池容量受外箱限制最大只能12AH(如用锂电池可以增加到20AH);

海泰林HDP直流电源

海泰林(HDP直流电源)

另一种是HDP系列分布式直流电源模块,该产品功能和HMP(UP5)系列产品完全相同,只是蓄电池外置,主机可以直接安装于高压柜的仪表门上,蓄电池可以根据后备时间的要求以及仪表室空间  灵活配置。

五、应用案例

我司成套厂家配置电源,应用于镇江万达广场商业街1#变。该变电一进三出选用5台HMP400(UP5)微型直流电源作为电力操作电源。项目2011年投入运营,经过5年多的运行检验,性能稳定,可靠,获得了最终客户的高度认可。

变电所一次方案:

直流电源

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