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一、概述

電力操作電源是變電站不可或缺的重要組成部分，對其可靠性要求非常高。雖然直流屏在電力操作電源廣泛應用，但也同時(shí)存在一些問(wèn)題，列舉如下：

1.資源浪費：

隨著(zhù)高壓開(kāi)關(guān)設備逐步淘汰電磁操作機構，改為彈操機構以及永磁操作機構，以及二次設備進(jìn)一步小型化，其對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(xiàn)電流不超過(guò)2A,對于直流屏設備本身以及保養維護產(chǎn)生較大的浪費。

2.可靠性低：

傳統直流屏采用蓄電池串聯(lián)模式，依靠多只電池串聯(lián)獲得直流系統的110V或220V電壓，但是由于單只蓄電池內部參數很難做到一致，最差一只蓄電池容量決定整組蓄電池質(zhì)量(木桶效應)，若長(cháng)期運行且未規范維護保養，將非常容易因單只蓄電池失效導致直流屏在關(guān)鍵時(shí)刻不能發(fā)揮應有的作用，其可靠性降低。

3.不能在線(xiàn)監測：

雖然目前大多數直流屏均配置了巡檢裝置，但只能檢測單只蓄電池的端電壓，無(wú)法測量蓄電池的實(shí)際容量，只有在定期維護，進(jìn)行一致性檢測時(shí)才能真正確定實(shí)際容量。而因為要保證變電站系統的正常生產(chǎn)運行，要在平時(shí)對蓄電池進(jìn)行檢測將非常耗費人力且難以執行，運檢人員對蓄電池的運行狀態(tài)缺少適合的檢測方法和手段。

4.維護困難：

變電站尤其是配網(wǎng)變電站，數量眾多且分布極為分散，定位維護工作量極大。

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(cháng)的一段時(shí)間仍可以不間斷供電。

2.可以根據需要輸出24V,48V,110V,220V單路/雙路電源。輸出電源長(cháng)期輸出功率可以較小(如不超過(guò)100W),但應能給一次設備操作機構提供較大的瞬時(shí)分合閘電流(如DC220V輸出10A,持續100ms)。

3.蓄電池可以自動(dòng)放電維護，在無(wú)人干擾的情況下，電源能夠在設定活化周期內自動(dòng)循環(huán)對蓄電池進(jìn)行放電維護，或者人工手動(dòng)或通過(guò)后臺遠程啟動(dòng)活化維護。

4.蓄電池串聯(lián)節數盡可能少，減少因蓄電池參數不一致導致采用串聯(lián)的蓄電池組整體失效風(fēng)險。

5.電源需設置完善的保護措施和報警功能，并可將運行信息通過(guò)接口上傳到后臺。

三、解決方案

針對上述問(wèn)題以及配網(wǎng)電力操作電源《GB/T19826-2014電力工程直流電源設備通用技術(shù)條件及安全要求》標準要求，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。此方案操作電源專(zhuān)為電網(wǎng)設計擁有升壓直流電源核心技術(shù)，電網(wǎng)適應能力強，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(交流電恢復正常時(shí)自動(dòng)恢復)，以及過(guò)放電，短路，過(guò)載保護等完善保護功能;對外輸出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12V或者24V鋰電池組作為儲能介質(zhì)，節省蓄電池節數的使用，并對輸出端進(jìn)行特殊設置，確保無(wú)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，蓄電池無(wú)人干擾自動(dòng)檢測和維護，可以自動(dòng)定期放電維護，具備報警干接點(diǎn)和485通信接口，可以將電源運行狀態(tài)和數據實(shí)時(shí)上傳到后臺系統。體積小，重量輕、集成度高等特點(diǎn)，可以分散安裝于變電站高壓柜的儀表室內。經(jīng)過(guò)了多個(gè)變電站的應用和檢驗，證明該方案是35KV及以下電壓等級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，每一個(gè)裝有斷路器的高壓柜配備一臺微型直流電源，微型直流電源輸入取自PT或者市電，輸出為高壓柜的儲能電機，分合閘線(xiàn)和二次控制回路供電，如下圖所示：

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這種方案由于將“直流屏”分布到每一個(gè)高壓柜中，避免了傳統直流屏故障導致整個(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工作量，且在其出現市電停電或者蓄電池失效時(shí)及時(shí)報警，進(jìn)一步提高了系統的可靠性。