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变电站一体化电源的组成、原理

日期:2020-04-03 10:24 查看:47
     变电站站用电源系统的作用是,为站内低压设备提供所需的电源,包括380V(或220V)交流电(如照明、风机)、220V直流电(如保护装置)、48V直流电(如通信设备)等。
    因此,站用电源系统的重要性不言而喻。传统站用电源系统采用各子系统分散设计的形式,存在自动化程度低、兼容性欠佳、维护不方便等缺点。
    一体化电源系统是将各子系统组成一体、统一监控的成套设备,提高了整体性和可靠性。

一、一体化电源系统的主接线
    变电站一体化电源系统的典型主接线如下图所示:
变电站一体化电源系统的典型主接线
二、一体化电源系统组成部分
     由一体化电源系统的典型主接线可知,一体化电源系统通常包含:交流电源子系统、直流电源子系统、UPS电源子系统、通信电源子系统。(另外,还有监控单元,负责采集各子系统的运行信息,并上送自动化系统)
本期主要介绍上述4个子系统。
一体化电源系统组成图
三、交、直流电的源头
     一体化电源系统的交、直流电的来源是主接线图中的1、2号所用变(也称站用变)。站用变的高压侧接在10kV母线上,站用变的主要作用之一就是将10kV交流电压降为380V交流电压(380V是线电压,相电压是220V),经一体化电源系统,供站内的交、直流负荷用。
     也就是说,变电站内,不管是照明、风机、五防等用的交流电,还是保护、测控装置等用的直流电,其源头都是经站用变降压后的380V交流电。

四、各组成部分间的联系
     交流电源子系统从站用变接收380V交流电,然后为UPS电源子系统、直流电源子系统提供交流电源。同时,直流电源子系统为UPS电源子系统、通信电源子系统提供220V直流电源。

五、交流电源子系统的角色
     交流电源子系统在站用变和直流电源、UPS电源、通信电源子系统之间起着承上启下的作用。交流电源子系统在屏柜组成上包含交流进线柜、交流馈线柜。
     1、2号站用变降压后的两路380V交流电分别接至交流进线柜,这两路交流电源互为备用,通过站用交流电源备自投(上图中的ATS:Automatic Transfer Switch)实现手动或自动切换。
交流进线柜图
两路交流电源经ATS后接至1、2号交流馈线柜的母排上,之后经各路交流空开输出,一部分输出至照明、风机等一般交流负荷;一部分输出至UPS电源子系统(Uninterruptible Power System,不间断电源系统),供调度数据网设备等重要交流负荷用;另一部分输出至直流充电柜,供直流电源子系统用,直流电源子系统在后面会详细讲解。
交流馈线柜
注:在站用电源系统采用分散设计的老旧变电站内,一般没有分交流进线柜、交流馈线柜,而是将交流进线单元和交流馈线单元集成在同一屏上,一般称为站用屏。
老旧变电站的站用屏
六、UPS电源子系统的角色
从上面所述,UPS电源子系统接收两方面的电源输入,一是来自交流电源子系统的交流输入,二是来自直流电源子系统的直流输入。
UPS电源子系统的主要作用包括:一是在交流失电的情况下,可由直流电源子系统中的蓄电池组经UPS电源子系统中的逆变单元为站内重要交流负荷(调度数据网设备等)提供不间断的交流电源;二是在交流电压波动时起到稳定电压的作用,抑制谐波、浪涌等干扰。
简而言之,UPS电源子系统能为重要交流负荷提供稳定、不间断的电力供应。
UPS屏照片
七、直流电源子系统的角色
直流子系统在屏柜组成上主要包括直流充电屏、直流馈电屏、蓄电池屏。
在直流电源子系统将来自交流馈线柜的交流电转整流成直流电,用于:
一是输出至保护、测控装置等直流负荷;
二是为UPS电源子系统、通讯电源子系统提供直流电源;
三是存储至蓄电池组,以备不时之需,在交流失电的情况下为直流负荷和重要交流负荷提供不间断电源。
直流电源子系统将在后面几期做详细讲解。
直流充电屏
八、通信电源子系统的角色

将来自直流馈电屏的直流电,经过DC/DC变换后,为通信设备提供电源。

通信电源屏照片

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