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  解決方案

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一, 概述
電力操作電源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110V220V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)),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?。ㄈ绮怀^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。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:

    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。
    海泰林科技有兩種不同外觀形式的產(chǎn)品可以應(yīng)用于本方案。一種是HMP(UP5)系列微型直流電源,該產(chǎn)品內(nèi)置7-12AH蓄電池,結(jié)構(gòu)緊湊,安裝接線簡(jiǎn)單,可直接整體安裝于高壓柜的儀表室內(nèi),但電池容量受外箱限制最大只能12AH(如用鋰電池可以增加到20AH);
    另一種是HDP系列分布式直流電源模塊,該產(chǎn)品功能和HMP(UP5)系列產(chǎn)品完全相同,只是蓄電池外置,主機(jī)可以直接安裝于高壓柜的儀表門上,蓄電池可以根據(jù)后備時(shí)間的要求以及儀表室空間  靈活配置。


四.應(yīng)用案例

    我司成套廠家配置電源,應(yīng)用于鎮(zhèn)江萬達(dá)廣場(chǎng)商業(yè)街1#變。該變電一進(jìn)三出選用5臺(tái)HMP400(UP5)微型直流電源作為電力操作電源。項(xiàng)目2011年投入運(yùn)營,經(jīng)過5年多的運(yùn)行檢驗(yàn),性能穩(wěn)定,可靠,獲得了最終客戶的高度認(rèn)可。

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