電力用直流和交流一體化不間斷電源技術(shù)方案

電力用直流和溝通一體化不連續(xù)電源技術(shù)方案一、概述目前變電站一般配置三套各自獨(dú)立的操作電源系統(tǒng),即直流操作電源(DC)?通信電源?溝通不連續(xù)電源(UPS),每套電源系統(tǒng)單獨(dú)配置蓄電池室?蓄電池組和監(jiān)控治理系統(tǒng)?為掌握?信號(hào)?保護(hù)?自動(dòng)裝置以及某些執(zhí)行機(jī)構(gòu)等供電的直流電源系統(tǒng),通常稱為直流操作電源?為微機(jī)?載波?消防等設(shè)備供電的溝通電源系統(tǒng),通常稱為溝通操作電源;為交換機(jī)?遠(yuǎn)動(dòng)等通信設(shè)備供電的直流電源系統(tǒng),則稱為通信電源?變電站操作電源系統(tǒng)現(xiàn)狀分析1.1.1直流操作電源(DC)直流操作電源是在站用溝通電源正常和事故狀態(tài)下都能保持可?保護(hù)?自動(dòng)裝置等掌握負(fù)荷和各類(lèi)直流電動(dòng)機(jī)??直流操作電源系統(tǒng)電壓一般選擇220V或110V,承受不接地方式?對(duì)220kV及以上變電站均裝設(shè)2組蓄電池及2套充電裝置,構(gòu)成兩電兩充方式,承受單母線分段接線,2段母線之間設(shè)聯(lián)絡(luò)電器,2組蓄電池及2套充電裝置分別接于不同母線段?從90分布式計(jì)算機(jī)及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)直流電源系統(tǒng)進(jìn)展集中監(jiān)控,提高了充電模塊的智能化治理水平及維護(hù)便利性,系統(tǒng)運(yùn)行的牢靠性和技術(shù)水平取得了質(zhì)的飛躍,目前在變電站中已完全取代相控電源而廣泛應(yīng)用?交流配溝通輸入電單元

整流模塊*)硅降整流模塊 堆降壓整流模塊

掌握輸出動(dòng)力輸出配電監(jiān)控 電池巡檢 動(dòng)控力制母母線線

絕緣監(jiān)測(cè)無(wú)源觸點(diǎn) 監(jiān)控模塊 至電站監(jiān)控系統(tǒng)*)系統(tǒng)不設(shè)置硅降壓裝置時(shí)，動(dòng)力母線和掌握母線合并。圖1智能高頻開(kāi)關(guān)直流電源典型系統(tǒng)構(gòu)造圖通信電源?光端機(jī)等通信設(shè)備及保護(hù)復(fù)接設(shè)備電源?系統(tǒng)電壓為48V,承受正極接地方式?220kV及以上變電站按兩電兩充設(shè)計(jì),承受單母線接線,兩組蓄電池及2套充電裝置分別2段母線之間不設(shè)聯(lián)絡(luò)電器?溝通不連續(xù)電源(UPS)溝通不連續(xù)電源在變電站中UPS主要是給不允許短時(shí)停電的計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)備供電,牢靠性及穩(wěn)定性要求高,一般均承受一用一備串聯(lián)運(yùn)行方式,即正常時(shí)由主機(jī)供電,主機(jī)故障時(shí),從機(jī)自動(dòng)投入?UPS正常由溝通電源供電,當(dāng)溝通電源消逝或整流器?逆變器等元件故障,則由自帶的蓄電池向逆變器供電?從90年月中期開(kāi)頭,大量應(yīng)用在變電站中UPS,由于其內(nèi)置的蓄電池組容量小且沒(méi)有專業(yè)的維護(hù)措施,因此造成蓄電池容量缺乏或損壞而無(wú)法滿足自動(dòng)化的要求?獨(dú)立的操作電源系統(tǒng)給客戶帶來(lái)了以下問(wèn)題無(wú)法綜合優(yōu)化資源,各自獨(dú)立的操作電源系統(tǒng)重復(fù)配置蓄電池組,使一次投資增加?分散布置的設(shè)備增加了日常運(yùn)行維護(hù)工作?各操作電源系統(tǒng)的供給商由于利益的差異使安裝?效勞等協(xié)調(diào)困難?供電局各操作電源系統(tǒng)專業(yè)班組無(wú)法統(tǒng)一治理?型解決方案針對(duì)以上問(wèn)題,我司設(shè)計(jì)完成型直流和溝通一體化不連續(xù)電源系統(tǒng),并解決了一體化不連續(xù)電源共用蓄電池帶來(lái)的隔離?DC/DC饋線短路脫扣?統(tǒng)一信息治理等技術(shù)難題?二、一體化不連續(xù)電源的實(shí)施方案直流電源?電力用溝通(UPS)和電力用逆變電源(INV)?通信用直流變換電源(DC/DC并統(tǒng)一監(jiān)控的成套設(shè)備?2種類(lèi)型進(jìn)展接線設(shè)計(jì)?DC—UPS一體化電源?統(tǒng)一由直流操作電源供電,除供給直流操作電源DC外,還供給溝通不連續(xù)電源UPS?主要由直流操作電源?電力專用UPS或逆變?集中監(jiān)?UPS不配置獨(dú)立蓄電池組,與直流電源共用蓄電池組,UPS裝置作為直流系統(tǒng)的負(fù)荷之一?電力專用逆變器直流輸入取自站內(nèi)直流掌握電源系統(tǒng)的蓄電池組,并且實(shí)現(xiàn)了直流與溝通輸入和輸電源?圖2電力專用逆變電源INV典型系統(tǒng)構(gòu)造圖圖3電力專用UPS電源典型系統(tǒng)構(gòu)造圖從系統(tǒng)構(gòu)造圖中我們可以看出,電力專用UPS與逆變電源INV的區(qū)分僅僅是在逆變電源的根底上增加了整流器,正常運(yùn)行為在線模式,即溝通輸入經(jīng)整流器變?yōu)橹绷麟姾笤俳?jīng)逆變器變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的正弦波輸出,電網(wǎng)停電時(shí)無(wú)連續(xù)地切換至直流掌握電源供電,適用于對(duì)電源質(zhì)?承受1+1雙機(jī)熱備份或者N+1多機(jī)熱備份方式供電?電力專用逆變電源INV主要用于后備模式運(yùn)行,即溝通輸入正常時(shí)經(jīng)旁路輸出,電網(wǎng)停電時(shí)無(wú)連續(xù)地切換至直流掌握電源逆變輸出,適用于對(duì)電源質(zhì)量要求不高的溝通負(fù)荷,如事故照明?電力專用逆變電源雖然可以運(yùn)行在在線模式,但要增加直流掌握電源系統(tǒng)的常常負(fù)荷電流和充電裝置的選擇容量,明顯是不合理的選擇?DC—UPS一體化電源裝置設(shè)計(jì)理念能較好地符合當(dāng)前變電站的治理體制和運(yùn)行習(xí)慣?DC—UPS—DC/DC一體化電源?該接線設(shè)計(jì)同時(shí)取消了UPS系統(tǒng)?通信電源系統(tǒng)的蓄電池,共用直流操作電源DC的蓄電池組?統(tǒng)一由直流操作電源供電,除供給直流操作電源DC?溝通不連續(xù)電源UPS,還供給通信用48V電源?在前述接線1的根底上,利用DC/DC電源變換裝置代替原通信專業(yè)48V蓄電池電源系統(tǒng),將DC/DC裝置作為直流系統(tǒng)的一個(gè)負(fù)荷考慮?它同樣是取消了配套的蓄電池組,從站內(nèi)直流掌握電源系統(tǒng)的蓄電池組取得直流電,經(jīng)高頻變換輸出滿足通信設(shè)備要求的48V掌握電源?DC-DC變換器不但實(shí)現(xiàn)了直流輸入與輸出的電氣隔離,而且通過(guò)模塊的并聯(lián)冗余,可以獲得很高的牢靠性,絕緣及耐壓也滿足電力系統(tǒng)的特別要求?三、一體化不連續(xù)電源制造的客戶價(jià)值和效益一體化不連續(xù)電源與變電站傳統(tǒng)獨(dú)立操作電源相比,具有以下主要特點(diǎn):設(shè)備資產(chǎn)優(yōu)化,提高工程投資經(jīng)濟(jì)性一體化不連續(xù)電源削減了通信用蓄電池及UPS蓄電池,與加大直流操作電源蓄電池容量所增加的投資比,可節(jié)約肯定資金?削減了蓄電池組,也就是節(jié)約了使用空間?一體化不連續(xù)電源僅用一組蓄電池,削減了長(zhǎng)期維護(hù)費(fèi)用?人力資源優(yōu)化,削減日常維護(hù)工作量,削減人員配置1套直流操作電源蓄電池,取消UPS電源?通信電源蓄電池組,削減了維護(hù)治理工作量?蓄電池的日常維護(hù)由電氣專業(yè)人員完成,對(duì)蓄電池的日常治理具有更嚴(yán)格的巡察?檢查?維護(hù)體系,因而可以延長(zhǎng)電池的使用壽命,并提高電源系統(tǒng)的牢靠性?一體化不連續(xù)電源將打破目前變電站的運(yùn)行治理體制和習(xí)慣,將原各操作電源分開(kāi)進(jìn)展維護(hù)治理的工作轉(zhuǎn)變到了由變電電氣專業(yè)人員統(tǒng)一治理維護(hù),削減人員冗余配置?社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益削減蓄電池的使用量,對(duì)改善環(huán)境質(zhì)量具有樂(lè)觀的作用?并節(jié)約了蓄電池生產(chǎn)所需的鉛?銅等不行再生資源?精細(xì)化治理,能較好地實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)治理的網(wǎng)絡(luò)化?智能化??通信規(guī)約不兼容的電源系統(tǒng)統(tǒng)一為?調(diào)整和運(yùn)行方式便于實(shí)施集中治理?分散掌握?集中監(jiān)控承受總線式構(gòu)造,能便利地進(jìn)展監(jiān)控功能的擴(kuò)展,便利維護(hù)?四、一體化電源已解決的技術(shù)問(wèn)題不同電源系統(tǒng)與直流操作電源系統(tǒng)的隔離直流操作電源系統(tǒng)為不接地系統(tǒng),所以溝通側(cè)的UPS裝置的溝通輸入?輸出與直流側(cè)必需實(shí)行措施進(jìn)展隔離,如承受隔離變,可避開(kāi)溝通側(cè)的運(yùn)行及故障影響直流操作電源系統(tǒng)側(cè)的絕緣降低,造成直流系統(tǒng)接地等特別?通信電源系統(tǒng)承受正極接地方式,所以DC/DC裝置的輸入?輸出局部也是隔離的?另外,對(duì)于單電單充的變電站,蓄電池組出果,以上都是我司一體化不連續(xù)電源針對(duì)變電站的重要程度所解決的問(wèn)題?DC/DC饋線短路保護(hù)裝置當(dāng)電力通信專用DC/DC模塊一條饋線支路發(fā)生短路故障,饋線短路保護(hù)裝置能夠在DC/DC短路保護(hù)狀況下,能牢靠切除故障饋線,同時(shí)?蓄電池容量的選擇一體化電源設(shè)備增加了UPS?DC/DC裝置,其直流負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算?如工程設(shè)計(jì)中UPS的負(fù)荷容量一般均較實(shí)際偏大,容量計(jì)算時(shí)可考慮負(fù)荷系數(shù)為0.6,避開(kāi)蓄電池容量選擇過(guò)大?事故放電時(shí)間計(jì)算時(shí),直流操作電源系統(tǒng)按無(wú)人值班考慮2h,而通信電源系統(tǒng)則按12h考慮,容量選擇時(shí)必需考慮以上不同運(yùn)行條件要求,保證足夠容量以滿足牢靠性要求?五、一體化不連續(xù)電源系統(tǒng)應(yīng)用總結(jié)一體化不連續(xù)電源系統(tǒng)削減了設(shè)備配置?蓄電池及檢測(cè)設(shè)備?屏柜數(shù)和安裝建筑面積,提高設(shè)備牢靠性?數(shù)據(jù)共享及系統(tǒng)分析水平,由變電站統(tǒng)一運(yùn)行?維護(hù),削減了運(yùn)維人員和工作量,提高了工作效率和運(yùn)營(yíng)治理經(jīng)濟(jì)性?前景?6事故照明逆變電源屏6事故照明逆變電源屏3kVA面1序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注1電屏DC110V面1含一體化監(jiān)控系統(tǒng)2直流饋線屏面13蓄電池屏200Ah套1選用單節(jié)電池(2V)4溝通屏0.4KV面115電力專用UPS屏1kVA面1附件2附件3一體化不連續(xù)電源技術(shù)條件書(shū)總則本次訂貨的電力用直流和溝通一體化不連續(xù)電源設(shè)備應(yīng)到達(dá)以下標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件的要求::DL/T1074- 《電力用直流和溝通一體化不連續(xù)電源設(shè)備》DL/T5044- 《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》DL/T720- 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)柜?屏通用技術(shù)條件》GB/T2900.11- 《電工術(shù)語(yǔ) 蓄電池名詞術(shù)語(yǔ)》GB/T2900.32- 《電工術(shù)語(yǔ) 電力半導(dǎo)體器件》GB/T2900.33- 《電工術(shù)語(yǔ) 電力電子技術(shù)》GB4208- 《外殼防護(hù)等級(jí)》DL/T637- 《閥控式密封鉛酸蓄電池訂貨技術(shù)條件》DL/T459- 《電力系統(tǒng)直流電源柜訂貨技術(shù)條件》NDGJ8- 《火力發(fā)電廠?變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》DL/T724- 《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》DL/T781- 《電力用高頻開(kāi)關(guān)整流模塊技術(shù)規(guī)定》DL/T5120- 《小型電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)程》電安生[1994]191 《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)》國(guó)家電力公司 《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》國(guó)電調(diào)[2023]138號(hào) 《“防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求”繼電保護(hù)實(shí)施細(xì)則》GB3859.1- 《半導(dǎo)體電力變流器》GB4942.2 《低壓電器外殼防護(hù)等級(jí)》GB/T4208- 《外殼保護(hù)等級(jí)》GB/T13384- 《機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件》GB/T17626.2- 《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)試技術(shù)靜電》GB7261- 《繼電器及繼電保護(hù)裝置根本試驗(yàn)方法》GB1984- 《溝通高壓斷路器》DL402- 《溝通高壓斷路器》GB/T14715-93 《信息技術(shù)設(shè)備用不連續(xù)電源通用技術(shù)條件》以上標(biāo)準(zhǔn)均以最版本為準(zhǔn)環(huán)境條件及工程條件環(huán)境條件安裝場(chǎng)所: 戶內(nèi)全地下2.1.2.四周空氣溫度: -15℃ ~ +40℃最大日溫差: 15℃相對(duì)濕度: ≯90%地震強(qiáng)度:

≤0.2g≤0.1g海拔高度: 不超過(guò)1000m噪聲水平: ≯55dB系統(tǒng)概述變電站電源系統(tǒng)承受電力用直流和溝通一體化不連續(xù)電源設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)?對(duì)于變電站來(lái)說(shuō),掌握和操作用的溝通不連續(xù)電源和直流操作電源的牢靠性是至關(guān)重要的,它們是整個(gè)站內(nèi)用電設(shè)備的動(dòng)力來(lái)源?一旦它們發(fā)生故障,將會(huì)導(dǎo)致微機(jī)掌握系統(tǒng)失靈和操作開(kāi)關(guān)拒動(dòng)等等事故,對(duì)安全生產(chǎn)造成極大危害?將二者整合為一體,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控,這對(duì)于變電站智能化治理是必不行少的,是變電站電源進(jìn)展趨勢(shì)?一體化電源裝置主要技術(shù)特征有:事故照明逆變電源?電力專用UPS電源和直流電源共用蓄電池,削減運(yùn)行?直流操作電源和溝通不連續(xù)電源的遠(yuǎn)程監(jiān)控,建立站用電源網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái),提高直流電源和UPS電源的智能化?網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控;逆變負(fù)載?UPS負(fù)載短路時(shí)不關(guān)機(jī)?不中斷供電;作而導(dǎo)致停電事故;不會(huì)影響直流操作電源的對(duì)地絕緣?電力用直流和溝通一體化不連續(xù)電源設(shè)備系統(tǒng)框圖入下所示:上圖種僅示意了UPS系統(tǒng),逆變系統(tǒng)依據(jù)UPS系統(tǒng)一樣設(shè)置?一體化電源直流操作電源(DC)配置及接線110V直流操作電源包括蓄電池組?蓄電池充電器?直流屏?蓄電池屏等?充電器承受高頻開(kāi)關(guān)型,具有穩(wěn)壓?穩(wěn)流及限流性能?直流饋線承受輻射狀供電方式?直流系統(tǒng)額定電壓:110VDC直流系統(tǒng)接線:單母線接線,輻射狀供電,接一組蓄電池和一套高頻開(kāi)關(guān)充電裝置?蓄電池組數(shù)及容量:1組/200Ah(待設(shè)聯(lián)會(huì)確認(rèn))高頻開(kāi)關(guān)充電模塊配置:4個(gè)20A模塊,掌握母線上配置2個(gè),合閘母線上配置2個(gè)?高頻開(kāi)關(guān)電源根本技術(shù)參數(shù)充電裝置型式:高頻開(kāi)關(guān)電源溝通輸入: 三相380V±15% 50HZ±10%雙回手動(dòng)?自動(dòng)切換直流輸出: 額定電壓110V額定輸出電流:20A輸出穩(wěn)壓精度為:±0.1%輸出穩(wěn)流精度為:±0.1%紋波系數(shù):≤0.1%(阻性負(fù)載)并機(jī)均流不平衡度:±5%一體化電源裝置中逆變電源?電力專用UPS配置及接線逆變電源?電力專用UPS包括溝通輸入和輸出工頻隔離變壓器?整流器?逆變器?靜態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)?手動(dòng)旁路開(kāi)關(guān)和溝通配電單元等?本工程要求逆變電源?UPS均不帶蓄電池,直流電源來(lái)自站內(nèi)直流系統(tǒng)?溝通輸出額定電壓:220VAC電力專用UPS電源數(shù)量及容量:1kVA/臺(tái) 1臺(tái)逆變電源數(shù)量及容量:3kVA/臺(tái) 1臺(tái)逆變電源?電力專用UPS電源根本技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱溝通輸入電壓: 220VAC±15%直流輸入電壓 110V,80—115%,紋波系數(shù)≤5%溝通輸出電壓 220V±2%(溝通直接輸入除外)溝通輸出頻率:50HZ±0.5%(溝通直接輸出除外)波形失真:≤5%(在0~100%線性負(fù)載)過(guò)載力量: 120% 10min150% 10S關(guān)機(jī)轉(zhuǎn)旁路直流輸入與溝通輸入切換時(shí)間: 0ms逆變輸出與旁路輸出切換時(shí)間: ≤4ms輸出功率因數(shù): 0.8噪 音:效 率:

≯55dB≥85%波峰系數(shù): 3:1工頻耐壓:屏內(nèi)各帶電回路按其工作電壓應(yīng)能承受下表所規(guī)定歷時(shí)1分鐘的額定絕緣電壓U額定工作電壓溝通均方根值或直流V額定絕緣電壓U額定工作電壓溝通均方根值或直流V≤60i工頻電壓KVKV1.0160<V≤3002.05300<V≤5002.512防電磁干擾:符合GB9254的規(guī)定?特別是通過(guò)二極管對(duì)直流源(直流母線)的傳導(dǎo)干擾應(yīng)小于300mV?牢靠性估量指標(biāo): MTBF大于10年?技術(shù)參數(shù)和性能要求總的要求一體化電源設(shè)備的根本參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足《電力用直流和溝通一體化不連續(xù)電源設(shè)備》要求?全部的元器件必需選用具有生產(chǎn)許可證的合格產(chǎn)品,其性能應(yīng)符合該元器件技術(shù)條件的規(guī)定?各柜體應(yīng)設(shè)保護(hù)接地,接地處應(yīng)有防銹措施和接地標(biāo)志;柜內(nèi)元器件的安裝應(yīng)整齊美