淺談變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的電源配置

1、    淺談變電所自動(dòng)化系統(tǒng)的電源配置    張志敏 孫建凱關(guān)鍵詞變電所；自動(dòng)化系統(tǒng)；電源配置要保證電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，其供電電源是否穩(wěn)定、可靠是一個(gè)重要因素。在這一方面，電力部門大多對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)主站和通信樞紐站比較重視，基本都有多路互為備用的交流電源，或配備了性能比較好、容量比較大的備用直流電源，卻往往忽視了變電所端的自動(dòng)化設(shè)備對(duì)電源的要求。這樣，不僅降低了自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，還直接影響對(duì)電力系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)的正確判斷和及時(shí)處理。 目前，在電網(wǎng)變電所中，大多是利用所用變壓器的220v交流直接對(duì)自動(dòng)化設(shè)備

2、供電，沒有備用電源，一旦交流斷電，自動(dòng)化系統(tǒng)便陷于癱瘓。而所用變壓器的輸出電壓普遍偏高，同時(shí)受所內(nèi)一、二次設(shè)備產(chǎn)生的強(qiáng)磁場(chǎng)干擾，電壓不穩(wěn)定，波形指標(biāo)差，同樣也會(huì)影響自動(dòng)化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 由于電源系統(tǒng)的不可靠和不穩(wěn)定，而造成通信和信息中斷的情況時(shí)有發(fā)生，主要有以下幾種： (1) 由于電源不可靠，在變電所異?；蚬收蠒r(shí)供電中斷，造成自動(dòng)化設(shè)備停機(jī)，話音和數(shù)據(jù)傳輸中斷，直接影響對(duì)故障的及時(shí)診斷與排除； (2) 電源瞬時(shí)突然停、送電，會(huì)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備造成沖擊破壞； (3) 電網(wǎng)的沖擊，電壓和頻率的波動(dòng)，都直接影響自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性，甚至燒壞設(shè)備的輔助電源；(4) 供電系統(tǒng)的電源線還是自動(dòng)化系

3、統(tǒng)的主要干擾途徑之一。可見，配置性能優(yōu)良的供電設(shè)備，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行是非常必要的。 對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的電源配置，一般有幾種方式： (1) 使用常規(guī)不間斷電源(ups)。220v交流電流經(jīng)過ups內(nèi)部的整流電路后，一方面給蓄電池充電，同時(shí)又給逆變器供電。一旦交流斷電，則自動(dòng)由蓄電池向逆變器供電，從而保證重要負(fù)載的不間斷輸出。 選用的ups電源最好是在線式的，輸出為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。它接線簡(jiǎn)單、使用方便，可對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備同時(shí)供電。斷電后能保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行，并能在一定程度上起到穩(wěn)定輸出電壓和有效抑制電網(wǎng)低頻常態(tài)干擾的作用。但是，常規(guī)ups電源的蓄電池組一般容量較小，后備時(shí)間

4、有限，只能維持幾十分鐘，不能完全滿足電力系統(tǒng)通信管理規(guī)程對(duì)通信電源的要求。如果配備大容量的外置蓄電池組，則不僅要增加投資，還將增加自動(dòng)化系統(tǒng)維護(hù)人員的工作量。 (2) 利用變電所直流屏的直流電源。在電力系統(tǒng)中，許多變電所裝有直流屏和專用蓄電池組，提供直流220v或110v電源，主要為合閘裝置、繼電保護(hù)、事故照明等提供備用電源。直流屏一般均采用閥控式密封蓄電池或免維護(hù)蓄電池，其可靠性高、壽命長(zhǎng)。直流屏本身是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備，有明確的維護(hù)規(guī)定，可靠性有保證。它容量大，電壓穩(wěn)定，因此可以充分利用它給自動(dòng)化系統(tǒng)供電。 利用蓄電池組直接給自動(dòng)化設(shè)備提供直流電源。蓄電池組中的每塊電池的電壓通常是12v，

5、而自動(dòng)化設(shè)備一般也有直流輸入接口，這樣就可以根據(jù)設(shè)備對(duì)直流電源的要求，取一塊或幾塊電池作為自動(dòng)化系統(tǒng)的供電電源，可以不直接使用交流電路。 采用這種方法不需增加任何附屬設(shè)備，電源電壓穩(wěn)定。但是自動(dòng)化系統(tǒng)中各種設(shè)備的直流額定電壓不盡相同，有12v、24v、48v、220v等，如果都從直流屏內(nèi)接電，則電池組上接線多，容易造成接線錯(cuò)誤，而且在直流屏檢修時(shí)，對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的供電也會(huì)中斷。 使用dc-dc高頻通信開關(guān)電源。該裝置的輸入、輸出均為直流。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，使用方便，可根據(jù)具體情況決定輸入和輸出的直流電壓等級(jí)。它體積小，如在一個(gè)機(jī)架內(nèi)放置多臺(tái)，就可以得到所需的多個(gè)電壓等級(jí)的直流輸出。交、直流互

6、為備用，平常由交流旁路供電，交流斷電時(shí)可自動(dòng)切換，使用直流。 (3) 采用電力專用不間斷電源(電力專用up5)。電力專用ups與常規(guī)ups的結(jié)構(gòu)和功能基本一樣，它是利用變電所直流屏的蓄電池組作為逆變器的直流電源，輸出為220v交流電流。正常情況時(shí)，交流電流通過ups內(nèi)的整流和逆變電路給自動(dòng)化系統(tǒng)供電；交流斷電后，由直流屏經(jīng)ups逆變后給自動(dòng)化系統(tǒng)提供不間斷電力。它采用全橋電路結(jié)構(gòu)，可以帶風(fēng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)負(fù)載。配置該設(shè)備可節(jié)省資金和維護(hù)工作量。 總之，在為自動(dòng)化系統(tǒng)配備電源時(shí)，要綜合考慮變電所的具體條件和自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)電源的實(shí)際需要，進(jìn)行合理選擇。 主站系統(tǒng)應(yīng)使用雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和提高系統(tǒng)的可靠性。主站系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置一或兩臺(tái)高性能數(shù)據(jù)服務(wù)器，提高數(shù)據(jù)處理能力和響應(yīng)速度，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用工控機(jī)或標(biāo)準(zhǔn)工作站，建議不選用一般商業(yè)計(jì)算機(jī)，特別是數(shù)據(jù)服務(wù)器不能使用商業(yè)計(jì)算機(jī)服務(wù)器，以提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。 對(duì)于新建的變電所，微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)要能夠接受和發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息，在選擇產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)注意接收和發(fā)送遠(yuǎn)動(dòng)信息的裝置要具有獨(dú)立單元，不能受后臺(tái)監(jiān)控機(jī)的控制，防止后臺(tái)監(jiān)控機(jī)