CN101594001A - 变电站站用电源装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变电站站用电源装置，包括：a.两个变压器(1、2)及两个ATS开关(3、4)；b.每个ATS开关分别连接一段交流母线(5、6)，每段交流母线中分别连接有交流馈线模块、充电模块和智能照明馈线模块等；c.每个充电模块分别与同一个直流母线(7)连接，直流母线中分别连接两组直流馈线模块、两组逆变电源模块、两组DC－DC模块和一组蓄电池(8)。本发明的优点在于所有开关智能模块化，并集成在一个机箱内，建立开关程序化控制硬件平台，通过网络通信技术将各模块联成网络，实现站用电源开关除具备传统手动控制、远方控制、保护控制外，能依据相关信息触发条件，激活预定程序，完成程序化动作。

Description

变电站站用电源装置

技术领域：

本发明涉及变电站站用电源装置。

背景技术：

目前国内变电站用交流电源和直流电源设备技术较为成熟，但国内一直以来沿用直流、交流独立发展思路。变电站站用电包括交流系统、直流系统、UPS不间断电源系统、通信电源系统等，一直以来，这些电源系统是由不同的供应商生产、安装的，管理上也分配不同的专业人员进行维护。这种模式存在一些弊端：

(1)、现有的变电站站用电源难以实现系统管理：由不同供应商提供的交流系统与直流系统通信规约一般不兼容；交直流不能协调配合，交直流信息共享程度差，难以实现网络化系统管理。

(2)、经济性较差：由不同供应商分别设计各个子系统，资源不能综合考虑，使一次投资显著增加。如：直流系统配置一套蓄电池组，UPS不间断电源系统、通信电源系统又各自分别配置独立的蓄电池，浪费严重；交流系统配置电源自动切换设备，充电模块前又重复配置，既浪费又使设备之间难于协调运行。

(3)、可靠性受到影响：交流系统的操作电源及监控设备在目前各系统独立设计的情况下，一般不设计使用直流电，这会直接影响交流系统的可靠性；UPS不间断电源系统的蓄电池缺少维护手段，造成紧急情况下难以满足要求；通信系统的蓄电池由于没有有效的监管制度，和变电站的日常维护脱节，时常造成有问题无人知道的情况；各系统不能实现网络化集中监控也使可靠性受到影响。

(4)、安装、服务协调较难：各个供应商由于利益的差异使安装、服务协调困难，施工协调困难，检修协调困难等，远不如站用交直流电源一体化的“交钥匙工程”模式顺畅。

发明内容：

本发明的目的就是为了解决已有技术中存在的各种电源兼容性差、难以统一管理、经济性差以及安装维修困难的缺陷，提出的一种变电站站用电源装置，实现了变电站智能交直流一体化电源系统的管理模式。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种变电站站用电源装置，包括：

两个变压器及两个ATS开关，每个ATS开关分别与所述的两个变压器连接；所述ATS开关即自动转换开关。

每个ATS开关分别连接一段交流母线，每段交流母线分别连接有交流馈线模块、充电模块和智能照明馈线模块；

上述每个充电模块分别与直流母线连接，直流母线中分别连接两组直流馈线模块、两组逆变电源模块、两组DC-DC模块和一组蓄电池。

在上述技术方案中，ATS开关与变压器之间可以设置熔断器；每个充电模块与直流母线之间也可以设置熔断器。

为了使上述技术方案提供的变电站站用电源装置能够顺利运行，本发明还提供了一种变电站站用电源装置监控装置，它包括一个交流电源监控模块和一个直流电源监控模块，它们与系统一体化监控模块相连，系统一体化监控模块与远方调度端监控设备相连；直流电源监控模块还与以下模块保持连接：开关量采集模块、通讯电源监控模块、充电装置监控模块、绝缘监视仪以及电池巡检仪。

本发明所述的技术方案中所提及的各种模块、各种电器元件都是公知的。

本发明将变电站站用交流电源系统、直流电源系统、逆变电源模块系统、通信电源系通过优化设计高度集成为一个系统装置，通过网络通信达到交直流系统的协调联动，实现站用电源安全化、网络智能化，通过交直流系统数据共享，实现站用电源设备统一监控管理，协调整个站用电源系统以最佳方式运行。

1、整体网络智能化：采用一体化监控器，将交流、直流网络智能化，对外1个通信接口；根据交流进线运行方式，自动调整直流运行，达到最佳方式运行。

2、直流系统一体化：取消UPS，使用逆变器直接挂于直流母线代替；取消通信蓄电池，使用DC/DC变换器直接挂于直流母线代替；将传统变电站“UPS蓄电池+操作蓄电池组+通信蓄电池组”合并一体进行配置。

3、二次配电管理智能化：对照明系统、风机系统、空调系统、消防系统、门禁系统等辅助系统实现网络智能化管理。

4、设备模块化：整套设备实现了模块化配置，将开关、传感器、智能电路集成在一个机箱模块内。主要包括：交流进线模块、交流馈线模块、充电模块、逆变电源模块模块、直流馈线模块、蓄电池监测模块，非常方便于运行维护。

本发明的优点和积极效果：

1、提高了站用电源系统的可靠性：一体化监控故障不影响装置运行且一体化监控更易发现故障隐患，个别装置故障不影响整体运行，交流、直流绝对分开走线、分开布置，对可能造成交直流互相影响的部分作了隔离。蓄电池一体化使用，避免了UPS电池、通信电源电池维护不精细的局面，提高可靠性。智能装置电源、控制电源全部采用直流更可靠了。

2、智能站用电源系统的优越性：减少蓄电池组类型配置：将操作电源蓄电池组、UPS蓄电池组、通信蓄电池组合并成为1组蓄电池。一体化设计：外观一致、减少重复配置、减少组屏数、节约占地空间。网络化：各子系统智能设备通过通信网络接入一体化监控器，一体化监控器1个通信口接入综自/调度系统。智能化：在一体化监控器或远方管理系统可实时查看站用电源各子系统电量、开关量、事件信息，可修改系统参数、运行方式、遥控开关、对时，实现站用电源四遥。兼容性强：由监控中心单元兼容各部分监控单元，一个接口，一种规约接入综自系统。更可靠：资源共享后组屏更从容，一体化蓄电池维护更有保证，一体化设计，分布式实现，更注重故障隔离。

3、实现了智能站用电源系统与辅助设备系统的有效综合控制

变电站辅助设备包括变电站照明系统、配电系统、空调系统、风机系统、消防系统、门禁系统、周界保护系统、生活水泵等设备等。无人职守的变电站中，这些辅助设备都是独立的，一旦发生故障，往往不能及时被发现。如空调故障或风机损坏等事故造成控制室、开关室温度过高，却无人知晓。

附图说明：

图1是变电站站用电源装置的系统联接图；

图2是变电站站用电源装置监控装置系统通信网络逻辑图。

具体实施方式：

本发明提供的一种变电站站用电源装置，如图1所示，其组成中包括三个部分：

a、两个变压器1、2及两个ATS开关3、4，每个ATS开关分别与所述的两个变压器连接；

b、每个ATS开关3、4分别对应连接一段独立的交流母线5、6，每段交流母线中分别连接有交流馈线模块、充电模块和智能照明馈线模块。根据需要还可以连接其它辅助馈线模块。

c、上述每个充电模块分别与同一个直流母线7连接，直流母线7中分别连接两组直流馈线模块、两组逆变电源模块、两组DC-DC模块和一组蓄电池8。

每个充电模块与直流母线之间设有熔断器9；在每个ATS开关与变压器之间也设有熔断器。

上述技术方案采用两路交流进线，即：一路为变压器1、ATS开关3交流母线5，另一路为变压器2、ATS开关4交流母线6。所用交流电母线分为两段，分别由两台ATS供电，两段母线既可独立运行又可互为备用，运行方便可靠。

本发明将所有开关智能模块化：主要包括：交流馈线模块、充电模块、逆变电源模块模块、直流馈线模块、蓄电池监测模块等。将所有模块集成在一个机箱内(如图1中的外虚线框所示)。实现站用电源开关智能模块化后，能够达到模块外无二次接线、对外只有通信联线，检修维护标准化。另外还可以实现集中功能分散化：将直流馈线绝缘监测功能放于直流馈线模块中实现，蓄电池巡检分屏实现。这样便可消灭柜间联络电缆。

根据上述技术方案，可以确定按10面屏柜配置，具体为：

P1/P2交流馈线柜(包括交流馈线模块和智能照明馈线模块)；P3/P4交流进线柜(包括ATS开关)；P5监控及逆变柜(包括一体化监控模块和逆变电源模块模块)；P6直流馈线柜(包括直流馈线模块和DC/DC模块)；P7/P8直流充电柜(包括充电模块)；P9/P10电池柜。上述所述有柜子都可以安装在一个机箱内(如图1中的虚线外框所示)。

如图2所示，本发明还提供了一种变电站站用电源装置的监控装置，它包括一个交流电源监控模块和一个直流电源监控模块，它们与系统一体化监控模块相连，系统一体化监控模块与远方调度端监控设备相连；直流电源监控模块与以下模块保持连接：开关量采集模块、通讯电源监控模块、充电装置监控模块、绝缘监视仪以及电池巡检仪。

本发明中的监控装置可以实现站用电源网络智能化：设置站用电源一体化监控模块，将全站站用电源(包括交流电源、直流电源、逆变电源模块、通信电源)联成网络进行统一管理，从而为站用电源状态检修等智能管理打下基础。站用电源一体化监控模块通过以太网并以光纤通信媒介，IEC61850规约进行数据传输，使站端自动化系统象访问网址一样访问站用电源任何装置数据。

交流电源监控模块负责监测交流电源的运行数据，将运行数据转换成通信信号向上级模块传送，同时可接受上级模块的命令，进行交流开关的分闸与合闸。直流电源监控模块负责收集下级模块(如通讯电源监控模块、充电装置监控模块等)的信息，向上级模块传送。将交流电源监控模块、直流电源监控模块通过通信串口接入系统一体化监控模块，实现交流直流数据一体化实时监视、开关远程控制、运行模式远程调整、智能报警等功能。对所有采集到的数据信息，用户不仅可以在电脑中直观地看到，也可以通过IE浏览器在远端的电脑上看到。采用直观的方式显示告警，如灯光、颜色等，也可以使用多媒体的电脑语音报警或短信告警方式，使用户能尽早知道设备的告警信息。

由于采用了统一标准的全系列产品，一体化网络有效地解决了各个分系统不兼容的问题。避免了出现故障时因多个供应商之间的相互推诿而延误故障恢复的情况，确保系统的可靠性和高可用性。

Claims (3)

1、一种变电站站用电源装置，其特征在于包括：

a、两个变压器及两个ATS开关，每个ATS开关分别与所述的两个变压器连接；

b、每个ATS开关分别连接一段交流母线，每段交流母线分别连接有交流馈线模块、充电模块和智能照明馈线模块；

c、上述每个充电模块分别与直流母线连接，直流母线中分别连接两组直流馈线模块、两组逆变电源模块、两组DC-DC模块和一组蓄电池。

2、根据权利要求1所述的一种变电站站用电源装置，其特征在于：ATS开关与变压器之间设有熔断器；每个充电模块与直流母线之间设有熔断器。

3、根据权利要求1或2所述的一种变电站站用电源装置，其特征在于设置一种变电站站用电源装置监控装置，它包括一个交流电源监控模块和一个直流电源监控模块，它们与系统一体化监控模块相连，系统一体化监控模块与远方调度端监控设备相连；直流电源监控模块与以下模块保持连接：开关量采集模块、通讯电源监控模块、充电装置监控模块、绝缘监视仪以及电池巡检仪。

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