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智能变电站中高频开关电源技术应用

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所在地: 河北 沧州市
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最后更新: 2017-07-26 11:26
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公司基本资料信息






详细说明
  国家电网公司在2009年特高压输电技术国际会议上提出了建设坚强智能电网的发展规划。“坚强智能电网”以坚强网架为基础,以通信信息平台为支撑,以智能控制为手段,包含电力系统的发电、输电、变电、配电、用电等各个环节,是坚强可靠、经济高效、清洁环保、友好互动的现代电网。智能变电站作为坚强智能电网的重要一环,保证其可靠稳定的运行至关重要。直流电源系统作为智能变电站稳定运行的保障,其主要任务是给继电保护、自动控制装置、开关分合闸、事故照明等提供可靠动力,应满足稳定、可靠、高效等要求。目前直流电源普遍采用模块化、可靠、高效、小型的高频开关电源。高频开关电源外壳模块通过N+1冗余技术和均流技术来实现大功率直流电源的可靠运行。
  交直流一体化电源系统
  220kV智能变电站交直流电源配置情况,1号站用变压器连接400VⅠ段母线,2号站用变压器连接400VⅡ段母线,两段母线分列运行该变电站配备2套独立的充电机和蓄电池组,每套直流装置有2路三相交流电源,互为备自投第1套充电机对Ⅰ段直流母线供电并对Ⅰ组蓄电池组进行浮充电,第2套充电机对Ⅱ段直流母线供电并对Ⅱ组蓄电池组进行浮充电,直流母联开关ZK正常在分位。通信电源未配置独立的蓄电池组,采用220V直流母线为通信电源提供输入,通过DC/DC变换器提供48V直流电源为通信设备供电。配置2套独立的UPS电源,构成双机冗余供电系统,分别由一路交流和一路直流供电。
  1、直流充电模块
  直流充电模块主要由交流配电单元、充电模块、直流馈电单元、集中监控单元、绝缘监测单元和蓄电池组等部分组成。交流配电单元实现两路交流电源的互为备自投。因为受到开关器件性能的限制,单个开关电源外壳模块的最大输出功率只有几千瓦,但实际上需要几百千瓦为直流系统供电,所以,充电机通常采用多个高频开关电源模块的并联来实现大功率输出。高频化使得隔离变压器的体积和质量更小,有利于实现模块化。另外,高频开关电源采用的软开关技术,能够大幅度减小开关损耗,提高变换效率。绝缘监测在直流系统中时刻监视正负母线对地的绝缘情况,正母线接地可能引起保护的误动作,而负母线接地时,如果系统再有一点接地,很可能将跳闸线圈短路,造成断路器的拒动。蓄电池组由104只300Ah/2V单体蓄电池串联构成,蓄电池浮充电电压为2.23~2.28V。集中监控单元通过采集蓄电池的端电压、充电电流和对单个蓄电池电压的巡检来监视蓄电池的运行状态。直流馈线为事故照明、开关分合闸、保护装置和自动控制装置等提供可靠的电源。
  2、通信电源模块
  通信模块电源外壳电源在常规变电站中一直独立设置,为通信设备、远动装置提供可靠、稳定的电源。但该种配置方式占用空间大、设备投资高,有些功能与站内直流系统类似_已经不能满足智能变电站设备的简约化、经济化、网络化的要求。根据国家电网公司最新规定,66~220kV变电站宜采用交直流一体化电源系统,通信电源不单独配置,即由直流系统经DC/DC变换向通信设备供电直流充电模块采用的高频开关电源技术,如模块化、小型化、软开关技术、均流技术和冗余技术等,同样适用于通信电源DC/DC变换器。
  3、UPS电源模块
  UPS(uninterruptiblepowersystem,不间断电源)在站用变压器供电故障后,能为后台监控机、五防闭锁机、交换机等重要负荷提供可靠电能。UPS正常运行时有2路输入电源,正常情况由交流输入经整流、逆变后向负载供电,交流输入中断时,由直流输入经逆变后向负载供电。高频开关电源技术在UPS中的整流、逆变部分仍得到应用。另外,模块化、冗余技术也是UPS的发展方向,模块化使得系统组建和扩容方便,当其中一个模块故障时,可从系统中脱离,冗余配置保证不影响正常供电。
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