提高低压开关柜控制电源供电的可靠性分析

提高低压开关柜控制电源供电的可靠性分析

丁磊 孙川 孙颖 单丛

华电青岛发电有限公司，山东 青岛 266000

摘要：在整个供电系统中，低压开关柜占据着核心地位，为低压供电系统安全、稳定运行提供保障。控制电源供电的可靠性直接关系到低压供电系统的可靠性。随着技术的进步和发展，我国低压开关柜控制电源的供电可靠性基本能满足日常需求，但仍存在着一些问题，从而制约着低压开关柜的发展。所以需要我们结合实际情况对低压开关柜控制电源供电的可靠性进行分析，进行探究。

关键词：提高 低压开关柜 控制电源供电 可靠性分析

低压开关柜是高压经过变压器后的负载设备，它是低压供电系统的和新设备，起着至关重要的作用。低压开关柜控制电源供电的安全性、可靠性，需要我们去高度重视。低压开关柜是供电系统和核心单位，主要承担将高压与低压进行有效转换后再将电能疏松到制定单位的工作，是整个电力系统中必不可少的关键环节。随着我国经济水平的飞速发展，社会各领域的发展对电能的需求达到了前所未有的程度，在这样的背景下，高低压开关柜控制电源供电的可靠性面临着巨大挑战。

低压开关柜的含义

低压开关柜是供电系统安全运行的保障，目前，我国常用的低压开关柜主要由GCL低压抽出式开关柜，MNSQH抽出式低压开关柜、GSC性低压抽出式开关柜、GGD低压固定式开关等。低压开关能够根据开关电器的特点进行单元化设计，安全防护极其特别，将功能单元的进出线相互隔离的方式有效增加了整个宫殿系统的安全性和稳定性。宫殿结构多为两进线一母联式，通常情况下，两段进线分开宫殿，I段进线失电时，II段进线可临时承担所有负载宫殿，以确保系统的正确运行。此外，其自动投切功能主要由PCL内置程序完成，小功率UPS供电为控制电源的主要形式，UPS包括静态切换开关、整流器、蓄电池等部分，能够确保控制电源的供电源源不断。

控制电源失电的原因及危害

1.低压开关柜进线柜及母联柜采用框架断路器进行线路的分合闸操作。框架断路器自动分合闸功能由内部储能电机控制，其电源取自控制电源。同时，可编程逻辑控制PLC的电源也取自控制电源。控制电源由UPS输出，有以下原因可能造成控制电源失电。首先，对控制电源的供电回路进行分析，控制电源主用电取自I段低压柜供电母排，备用电取自II段低压柜供电母排。两段电经过双电源切换装置设备后，输出一路电，进入小功率UPS设备。UPS可以在双电源切换装置过程中短时断电的情况及两路市电同时失电的情况下，由蓄电池经过逆变器给负载供电，实现末端负载的不间断供电。基于上述供电回路分析，在某些地铁设备的维护过程中，如高压倒闸作业、低压柜检修等，控制电源均需要从主要电切换至备用电使用，作业完成后在此切回主用电供电。

2.双电源切换装置故障。造成不能切换或卡滞于中间位置。这种情况将造成两路市电均无法供电，此时UPS将转为电池逆变供电，电池电量耗尽前，如不能及时修复ATS设备，将造成控制电源失电。此类情况在地铁运营过程中偶有发生，通常能在蓄电池供电期间修复ATS设备。

3.蓄电池故障。蓄电池故障是导致低压开关柜控制电源失电的最主要原因，蓄电池的理想工作温度为20℃以下，温度过高，蓄电池寿命将显著减少。此外，目前我国大部分企业在蓄电池管理上存在缺陷，大多数不能每半年对其进行以此充放电测试，导致蓄电池质量严重降低。供电设备中是使用的蓄电池，一般保持在20℃的温度，当供电设备所在的机房处于高温的环境下，蓄电池的温度也会不可避免的上升，就会导致电池的使用寿命缩短。大多数情况下，在对供电设备进行维修过程中，存在这样一个管理，即每隔半年，就要对蓄电池进行充电、放电测试，通过这种方式可以检验蓄电池有没有问题，会不会影响正常使用。当ATS进行切换或者供电设备出现失电问题时，低压开关柜中的电池系统将会发挥后备电源作用。在控制电源的时候，蓄电池的负载电流比较小，在进行放电维护时就增加了难度，也就是说，只要蓄电池有了故障，那么修理起来就非常困难。蓄电池的使用寿命，在目前多个案例情况下看来，并不是非常理想，一般在5年的寿命以内。一般情况下，电源控制在前面3年的时间段性能比较稳定，在这之后，就会故障频发，严重影响供电设备。

危害。在整个供电配电系统中，低压开关柜占据着十分重要的地位，一旦低压开关柜的控制电源出现意外而失电，将引发不可估计的严重后果。首先，低压开关柜的逻辑控制功能将因此丢失，使得两进线一母联的自动投切功能无法实现。其次，断路器分合闸按钮失效、各指示灯无法正常发出指令，造成系统混乱。最后，若故障发生在某段市电，则末端负载供电，车站、电扶梯等公用设备将因此停止工作，严重可引发公共空幻，带来踩踏等恶性事件，造成人员伤亡。

提高低压开关柜控制电源供电可靠性的建议

经过大量试验证明，大功率UPS停电检修作业、高压倒闸作业等是导致控制电源失电的主要原因，根据经验以及设计原理明确低压开关柜控制电源的工作原理，并完善风险评估对于低压开关柜控制电源供电可靠性的提高意义重大。控制电源系统在经过一系列的相关改造后，大大增加了可靠度，但是在某些方面依然存在一定的风险性。一些日常的检修工作也会造成控制电源出现失电的问题，其中非常典型的有高压倒闸作业。另一个同样具有代表性的检修工作，就是大功率UPS在停电情况下的检修。从学术理论的角度来说，高压倒闸，就是指高压供电系统进行检修时，配合作出的倒闸操作。我们可以在日常检修和维护工作中加强监控和把控，避免大功率UPS停电作业和高压倒闸作业、低压柜进线断路器停电检修作业同时进行，在倒闸作业过程中，以PLC来对母联柜合闸进行控制，以防止低压末端负载的正常供电。在大功率UPS停电检修作业时，重新启动PLC，间断切换以备路供电。在进行大功率UPS停电检修过程中，不可以在进行高压倒闸操作，两者不可以在同一时间段内进行操作。此外，还应加强对蓄电池的日常维护和保养，以全面提高电池性能、延长电池使用寿命。

总结

电力系统极其复杂，运行过程中包含各个环节，低压开关柜作为其中的最基础环节，事关整个供配电系统运行的安全性和有效性。电力系统的工作人员以及电力专家有必要针对各种类型的低压开关柜的控制电源失电的原因进行分析以及研究，找到各种有效解决措施，完善低压开关柜的一系列结构，减少控制电源发生失电现象的概率，提高整个电力系统供电质量。

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