Trojan电瓶浅谈35KV变电所高压系统直流屏技术改造

摘要：某大型油库存在这样的情况 , 其中35KV高压配电室以及成品油高压配电室内的两台直流屏 , 是在2007年投入运行 使用到如今已有十多年时间了 。 随着电力技术持续不断地发展 ， 电力需求也在持续不断地增加 。 并且产品出现老化现象 ， 电气产品的各种性能有所下降 。 其可靠性和操作性变得落后了 。 长期以来 ， 这种状况一直给使用部门带来困扰 。 该大型油库高压系统原本有的直流系统 ， 已经没办法满足现有的电力发展要求 ， 因而急需采用科学 、 经济的措施来对其实施改造 。为保证我司库区范围内高低压电气设备能够安全运行，借助设计选型，联合我司库区高低压配电系统特点，接着考量未来长远发展情况，在今年对原先的直流屏系统施展了更换改造举措，经设计选型从而确定了PZG8型高压直流屏，改造完成后的直流屏各项性能都契合我司库区电力系统运行要求，与此同时极大地提升了库区电气设备运行的可靠性以及安全性。

关键词：PZG8；直流屏；电力系统

引言

于变配电装备里，直流屏功用极关键，堪称变电站动力核心，其主要应用于诸多发电厂、变电站、配电所，充当高低压配电装置分合闸、控制回路、信号回路供电电源，以及二次回路仪表仪器、继电保护、控制、应急灯光照明等各类低压设备用电，还能用于电气化铁路、石化、冶金、矿山等需直流110V或220V系统电源的所有场合。它颇大程度影响配电所能否安全运作，亦是事故发生后的一种应急电源。因而，在电力系统运行的进程当中，对于直流系统而言，其供电质量方面，供电可靠性、供电安全性以及供电稳定性等，均有了较高的要求。

由于电力技术、通信技术、计算机技术不断发展，为了适应变电站无人值守或者少人值守那般的需要，微机型保护装置以及安全自动装置被广泛运用在变电站当中，如此一来便对站用直流电源提出了更高一些的要求。然而传统的直流控制系统在精准性、可靠性、稳定性、纹波系数、效率等方面就已然无法满足电网的发展趋势，并且二次设备的应用要求，所以变电站直流系统的改造将会是不可避免的趋势，也是电力系统持续发展的需要。可是，变电站直流系统开展改造时，其面临的难度极大，且风险程度颇高，所以务必要依据变电站的实际情形，经由综合性、系统性、科学性的方式来提出有关改造的技术举措，以此确保在改造进程里电力系统能够安全运行，进而避免相关事故或者缺失出现 。

第一章概述

直流屏，其作用是，尽力为继电保护的相关设备，以及自动装置、监控系统、远动系统等一系列电气机械设备的正常运作，还有遥控操作，提供直流电源方面的保证。直流系统的电源，在正常的状况之下，通常是经由交流整流之后而获取的，进而为变电站内部的断路器，供应合闸直流电源。当出现发生设备停电故障、造成用电中断这般的情形时，直流系统的电源，将会全部由蓄电池组予以提供，从而为继电保护以及自动装置、断路器合闸和跳闸高压电动机拖动，供应直流电源。直流屏，主要是由以下这三部分来构成的：

(1)蓄电池部分：它具备这样的功能，主要是当交流电源出现断电情况时，能够当下在时间上贴合实际地给予二次电路所需要的直流供电 。

(2)充电模块部分，它有着两个主要功能，其一呢，是交流整流，也就是把交流电源转变为稳定的直流电源，其二是稳压稳流，就是在合适的时候给蓄电池充电，以此保证蓄电池随时处于能够供电的状态 。

（3）监控器部分，它是直流屏的控制核心，主要负责监控交流以及电池状态等诸多物理量，它还负责控制充电模块部分，使其智能地对电池进行充电。监控器性能的优劣常常要决定直流屏性能的好坏，它是决定直流屏总体价格的最为重要的因素。

第二章直流屏系统改造

2.1系统结构

此套直流系统的柜体选用PZG8直流屏，其高度是2360mm，宽度为800mm，深度达600mm，额定电压是220V，蓄电池采用现场原先就有的18只额定电压12V、容量100Ah的电池。该系统配备了4个艾默生品牌的220V/10A充电模块且是N+1热备份模式，另外还配备一个同样款式的高频开关电源充电模块当作备件以便随时用于更换。系统配备了两套艾默生监控系统，一套为主用，一套为备用，能够直接显示直流系统设备的运行状态以及参数，涵盖了蓄电池的电压、电流，控制母线的电压、电流等数据以及告警信号。系统具备电池巡检功能，可以在在线状态下检测单体蓄电池的电压等数据。

2.2监控系统

2.2.1功能概况

此次开展的改造里，监控系统选用了艾默生7英寸型号为EMU10MA的大屏幕液晶显示触摸屏，其主要用于采集与监测直流电源设备的运行状态，以及电压相关数据、电流相关数据，还有系统运行参数等各类数据，该屏幕运用中文菜单呈现，操作起来简便易行，显示效果清晰可见，人机界面具备友好性，为用户使用提供便利。此监控系统拥有向上位机传送该直流成套电源设备全部运行数据以及信息量的功能，切实达成无人值守的目标。该监控系统具备针对充电、长期运行、交流电源中断情况的标准控制程序，能够适配直流系统的各种运行方式。

2.2.2通信接口

该监控系统装备着RS－232/RS - 485通信接口，它可达成规约转换，能够朝变电站给予产品的多种监察信号，还可实现与库区清华紫光系统的通讯对接。微机监控单元从系统退出之后，并不会对系统运行造成影响。

设备会给出各类故障信号无源接点的输出，其中包括系统故障信号无源接点输出，还有交流故障信号无源接点输出，以及绝缘故障信号无源接点输出，另外有控母过/欠压故障信号无源接点输出，也有充电模块故障信号无源接点输出。这些无源故障接点全部都被引到端子排 。

2.3高频开关电源充电模块

2.3.1功能概况

艾默生ER22010/T高频开关电源模块4只，被选用为每套系统的充电模块，模块采用智能风冷散热方式，功率密度高，占用空间少，采用2U×4U标准设计，内置逆止二极管，组屏简便，直流输出采用无级限流，通过监控系统可在10%~110%额定电流内任意设置限流点，充电模块为长期工作制，当其中一台充电模块出故障或停电检修时，另一模块应能独立工作，且相互通用。

2.3.2内部工作原理

作为组成充电模块的部分，三相无源PFC是其中一个功率部分，DC/DC也是其中一个功率部分 ，充电模块会由这两个功率部分构成 。在这两功率部分以外，还存在辅助电源 ，同时还有输入检测及保护电路 ，另外还有输出检测及保护电路 。

前级三相无源PFC电路，是由输入EMI构成的，还由三相无源PFC构成，它能够用来达成交流输入的整流滤波，也能够用来达成输入电流的校正，以此去满足相关的输入电流谐波标准，还能满足EMC标准。

首先，后级的DC/DC变换器有的元件，是由DSP产生其PWM波，该PWM波用于控制前级PFC输出的直流电压，这个直流电压经过高频变压器，输出后再经过整流滤波，最终输出直流电压，通过这样的过程，从而将前级整流电压转换成电力操作电源要求的稳定的直流电压。

辅助电源处于三相无源PFC的后边，在DC/DC变换器的前边，借助三相无源PFC的直流输出，去产生控制电路所需要的各路电源。输入检测电路达成输入过欠压、缺相等检测功能。DC/DC的检测保护电路涵盖输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号被用于DC/DC的控制和保护。

第四章总结

8月中旬35KV变电所高压系统直流屏技术改造项目完成全部施工安装工作，前期经现场测绘、设计选型，结合我司库区高低压配电系统特点，选出PZG8直流屏满足我司库区既有高压直流系统平常运行所需功能条件。此次直流屏技术改良准备妥当、周全，排除安全隐患，改良成果显著。改造后的直流屏各项性能均契合我司库区电力系统运行标准，并且大幅提高了库区电气设备运行的可靠程度与安保水平。 ，。