500千伏智能变电站站用交直流一体化电源系统组成与应用

500千伏智能变电站站用交直流一体化电源系统组成与应用

段涛贺洪柱庞海防

（国网山东省电力公司检修公司山东济南257000）

摘要：本文以海口500千伏变电站为例，详细介绍了500千伏智能变电站一体化电源系统的组成，在应用过程中与传统变电站站用供电系统的有明显优势。

关键词：智能变电站；一体化电源

0引言

00千伏变电站是当前全国各地电网的骨干网架，是各地区重要枢纽变电站。变电站内的站用电源系统是保障变电站安全、可靠运行的基础，随着变电站综自化程度的越来越高，特别是智能变电站推广应用以来，提高变电站站用电源系统整体的设计、运行、管理水平尤为重要。

1500千伏智能变电站一体化电源系统的组成

山东电网在运的500千伏智能变电站中，站用一体化电源系统大致相同，主要由站用交流电源、直流电源、交流不间断电源（UPS）组成，并统一监视控制，共享直流电源的蓄电池组。本文以海口500千伏变电站为例，简要介绍500千伏智能变电站站用一体化电源系统组成与应用。

2站用交流电源

2.1组成及接线方式

海口500千伏变电站中，35千伏#1及#2站用变分别接于35千伏#2、#3段母线上，#0站用变为站外电源供电。#1、#2站用变为工作站用变，采用有载调压油浸变压器；#0站用变为备用站用变，变压器为干式无励磁调压型。站用电380/220V系统采用单母线分段接线，每段母线各接一台工作站用变压器，备用站变经两台自动开关分接两段母线。正常工作时两台工作站用变同时供电，分接至两段380V母线，母线分裂运行。任一台工作站变故障或检修，备用变压器均可投入代替。当仅有一台站用变运行时，此时一台站用变带全部负荷。

2.2供电方式

站用交流电源系统向各负荷点供电的供电网络采用辐射式，重要回路由两段母线双回供电。由两段母线供电的负荷，在负荷处的进线开关不能同时合上。

500千伏变电站占地面积较大，若采用主控通信楼内集中供电方式，不少负荷供电距离过长。为了节省电缆、减小电缆截面以及减小电压降，提高单相短路时自动开关动作的灵敏度，海口500千伏变电站站用电柜布置在负荷中心处的二次设备小室三内，这样可有效减小供电半径。在主控通信楼、各配电装置区负荷集中的区域设置交流分电柜，便于向就近的负荷供电。

2.3站用动力箱及检修箱布置

海口500千伏变电站在各级电压配电装置处设置检修电源箱和交流动力箱，以供给检修电源。500千伏每串设置1只交流动力箱、1只检修电源箱，220千伏配电装置区布置4只交流动力箱、4只检修电源箱，35千伏每段母线布置1只交流动力箱、1只检修电源箱，主变压器区共设2只交流动力箱、2只检修电源箱，从交流主屏出线引至各检修电源箱和交流动力箱。共设检修电源箱12只、交流动力箱12只。

3站用直流电源

3.1组成及接线方式

为减少电缆截面和回路压降，海口500千伏变电站直流系统选用220V电压。直流系统采用三充电机、双电池组、控制母线与动力母线分开的单母线接线，每组蓄电池和其充电机分别接入一直流段母线上，第三台充电装置（备用充电装置）在两段母线之间切换，任一工作充电装置退出运行时，手动投入第三台充电装置。两段母线间设联络开关，且有防止两组蓄电池并列运行的措施。

3.2蓄电池型式、容量及组数

海口500千伏变电站设置2组蓄电池。每组蓄电池的容量按全站全部负荷的100%选择，按最严重的事故放电方式校验。正常时两组蓄电池不并列运行，每组蓄电池各带部分经常负荷。当个别电池检修或蓄电池组以较高的电压充电需退出某一组蓄电池时，可先通过连于该母线段上的充电设备给该段母线上的负荷供电，然后退出蓄电池再投入分段开关，将全部负荷转移到另一组蓄电池，再退出充电设备。这样既能保证二组蓄电池可靠地不并列运行，又能保证直流负荷不间断供电。

3.3供电方式

直流系统采用主分屏两级方式，辐射式供电。根据直流负荷分布情况，在负荷集中区设置直流分屏，各单元的测控、保护、故障录波、自动装置等负荷均从直流分屏引接。直流馈线屏至每面分屏每段各引一路电源。直流供电采用辐射式方式供电，由直流馈线柜直接供电给各用电单元。由于500千伏、220千伏部分的控制、保护均采用双重化，因此它们的直流电源也按双重化原则及继电保护反措要求配置，即由控制母线Ⅰ段为第一套控制、保护提供直流电源，由控制母线Ⅱ段为第二套控制、保护提供直流电源。

3.4直流系统设备布置

海口500千伏变电站两组蓄电池采用组架安装方式，布置于专用蓄电池室。直流系统主馈屏（柜）和充电装置与蓄电池室临近布置，布置于负荷中心。各直流电源配置根据需要设置不同的开关电源屏和直流动力箱，全站设直流开关电源主屏9面，其中3面充电屏，6面馈线屏，布置于二次设备小室三。二次设备小室一、二、通信及二次设备室各设置2面直流分电屏；每台主变设置1只直流动力箱，500千伏每串设置1只直流动力箱、220千伏配电装置区布置4只直流动力箱，35千伏每段母线布置1只直流动力箱，从直流主屏出线引至各直流分电屏及动力箱。共设直流分电屏6面、直流动力箱12只。

3.5站用交流不间断电源（UPS）系统

海口500千伏变电站配置两套交流不停电电源（UPS）。UPS本身不带蓄电池，正常由交流220V供电，经整流、逆变后提供稳频、恒压的交流220V电源。当交流电源消失时，可以不停电自动切换到变电站220V直流系统，即可用变电站220V直流蓄电池供电。交流不间断电电源（UPS）主要负荷包括：监控主机、操作员工作站及工程师站，数据通信网关机，状态监测及智能辅助控制系统后台主机，图形网关机，数据服务器，综合应用服务器，电力调度网络设备，路由器等通讯设备。

3.6智能变电站总监控系统

智能变电站一体化电源系统符合一体化设计、一体化配置、一体化监控的要求，其运行工况和信息数据能够上传至远方控制中心，能够实现就地和远方控制功能，能够实现站用电源设备的系统联动。

总监控装置作为一体化电源系统的集中监控管理单元，同时监控站用交流电源、直流电源、交流不间断电源（UPS）、逆变电源（ⅠNV）等设备。对上与变电站站控层设备连接，实现对一体化电源系统的远程监控维护管理。对下与各子电源监控单元通信，各子电源监控单元与成套装置中各监控模块通信。

4结束语

500千伏智能变电站一体化电源系统，采用UPS蓄电池和站内主电池合并一体配置，减少了蓄电池组配置组数，简化基建设计，同时解决UPS电池的日常维护和管理问题；采用模块化结构，解决站用电源施工二次线多、跨屏二次电缆多的问题，开关智能模块化，可监测开关位置、事故跳闸告警、负荷电流、漏电流等，使电源监测不再有盲点；采用IEC61850实现了与变电站自动化系统的接口，建立了统一站用电源管理平台，解决了站用电源信息共享问题。

一体化电源系统技术先进，维护方便，具有较高的运行可靠性，正逐步替代传统的变电站电源管理模式，一体化电源系统的应用对提高变电站安全稳定运行具有重要的现实意义。

作者简介：

段涛（1978-）男，山东东营人，国网山东省电力公司检修公司，高级技师，主要研究方向：变电站运维。