智能变电站低压交直流设备：技术问答

第一节　智能变电站低压交直流设备

1.智能变电站低压交直流系统按电源可以如何分类?

答:系统按照电源分类分为交流电源、直流电源、逆变电源和通信电源。

2.什么是智能变电站的交直流一体化系统?

答:电力用直流和交流一体化不间断电源设备(简称一体化电源)是指将智能化变电站交流电源屏、直流操作电源、电力用交流不间断电源与电力用逆变电源、通信用直流变换电源(DC/DC)等装置组合为一体，共享直流电源的蓄电池组、共享直流动力母线、实现统一监控和管理的电源系统，该系统以直流电源为核心，直流电源与上述任意一种以上电源所构成的组合体。

3.智能变电站低压交直流设备有什么特点?

答:智能变电站低压交直流设备现阶段采用交直流一体化电源系统。一体化电源系统将变电站交流电源屏、直流操作电源、电力用交流不间断电源与电力用逆变电源、通信用直流变换电源(DC/DC)等装置统一设计组合为一体，通过统一的智能网络平台，实现变电站交直流控制电源的集中供电和统一的监控管理，进而实现在线状态检测。共享直流操作电源的蓄电池组，取消传统UPS和通信电源的蓄电池组和充电单元，减少维护工作量。共享监控单元，采用IEC 61850统一与站控层交换信息，实现对交直流控制电源全参数透明化管理。建立专家智能管理系统，减少人工操作，提高运行可靠性。

4.智能一体化电源主要用于哪些领域?

答:一体化电源主要用于电网、发电等领域，作为所有电力自动化系统、通信系统、远方执行系统、高压断路器的分合闸、事故照明、继电保护、自动装置、信号装置等使用的交流、直流不间断电源。

5.一体化电源能否和传统的交直流电源组合使用?

答:一体化电源可根据实际需要灵活搭配:直流操作电源与任意一种或多种电力用交流不间断电源(UPS)与电力用逆变电源(ANE)、通信用直流变换电源(DC/DC)等装置组合为一体，可根据现场使用条件选择不同的组合以满足现场使用需求。

6.采用交直流一体化装置有什么优点?

答:采用一体化电源装置，可以节省系统配置，节约成本，提高效率。

7.一体化电源中的总监控装置功能是什么?

答:系统通过总监控装置的通信接口实现直流电源、UPS、ANE、DC/DC等电源装置进行统一的远程监控，建立统一的信息管理平台，解决不同供应商提供的各独立电源通信规约兼容等问题，实现网络智能化管理，提高电源系统的综合自动化应用水平。通过总监控装置对系统故障进行综合分析，及时发现和处理潜在问题，实现对电源系统共性隐患进行统一的处理和管理。

8.交直流一体化系统中站用电源异常如何处理?

答:运行的站用变故障或站用变上级电源故障，造成全站交流系统失电，若不能及时恢复，则可能导致一次主设备被迫停役。遇有上述故障时，值班员应迅速查明故障原因，隔离故障点，并汇报调度和上级部门。

如故障发生在交流母线任一段时，应立即拉开交流分段隔离开关，并用备用站用变恢复另一段交流母线的运行。

如故障发生在站用变高压侧，按调度指令隔离故障点后恢复备用站用电的运行。

如短时无法恢复站用电系统运行时，应尽快汇报调度，以便做好系统倒负荷的准备。

9.交直流一体化系统中直流系统直流接地异常如何处理?

答:当直流系统发生接地时，值班人员应查看交直流一体化系统显示的告警信息，根据告警信息进入相应画面查看正负母线电压数值，通过直流母线对地电压数值确认接地母线的接地极，再进入相应界面查看告警信息，确定接地支路，并结合操作情况气候条件等来判断接地点。

10.寻找直流接地故障时，应遵守和注意哪些事项?

答:(1)必须有两人在场，一人负责“拉路”，另一人负责监视仪表。

(2)在断切重要回路时，其断合时间不得超过3 s。

(3)寻找直流接地前，应汇报调度，临时停用会误动的保护装置，并做好防保护拒动的措施，然后用“拉路”办法来寻找接地故障。

(4)禁止用灯泡寻找接地故障点。

(5)当直流系统发生接地时，禁止在二次回路上工作，专业人员在寻找接地时，亦应做好防止直流另一点接地的安全措施。

11.智能站用交流电源(AUI)如何进行自动切换，并保证切换过程中两路交流电源不并列?

答:智能站用交流电源(AUI)具备互锁功能。采用ATS自动转换开关，开关本体具备机械互锁功能，同时智能监控器实现电器闭锁，确保任何情况下两路电源不至于并列。

12.智能站用交流电源(AUI)有哪几种运行模式?

答:①固定电源一，始终由Ⅰ#电源供电;②固定电源二，始终由Ⅱ#电源供电;③自动电源一，Ⅰ#电源主供，Ⅱ#电源备用;④自动电源二，Ⅱ#电源主供，Ⅰ#电源备用;⑤自动，两路电源不分主、备;⑥手动电源一，Ⅰ#电源为主，因故障切换后，需要手动恢复;⑦手动电源二，Ⅱ#电源为主，因故障切换后，需要手动恢复;⑧手动，不分主次，因故障切换后，需要手动恢复;⑨停止供电。

13.变电站采用ATSE的低压配电屏接线示意图是什么?

答:如图5－1所示。

图5－1　配电屏接线示意图

14.智能站用交流进线电源的互投功能原理是什么?

答:主供电源(Ⅰ)失电，备用电源(Ⅱ)自动投入，保证不间断供电。另外，用户可自主改变主供电源和备用电源，同时具备远方遥控投切功能。

15.什么是电力用UPS不间断电源(AUP)?

答:电力用UPS与直流操作电源，共同组成电力系统的不间断电源屏，向电力系统通信、监控保护设备、事故照明及其他不能停电的设备提供电力，广泛用于发电厂、变电站。

16.电力用UPS不间断电源(AUP)与传统的UPS相比有什么优点?

答:从电厂、变电站现有的直流屏上取电，就不必像常规UPS那样增设庞大而昂贵的蓄电池组。从而避免蓄电池组的重复投资，减少系统的维护，降低系统运行成本。另外由于电力系统操作电源中的直流屏容量大、寿命长，因此，采用“直流动力+逆变电源”，其供电可靠性大大提高，电网断电后不间断供电时间也大大延长。

17.如何选择UPS的配置方式?

答:事故照明类设备宜选用冷备份式运行的逆变电源，数据处理类设备宜选用双变换式UPS，根据设备的重要程度可选用不同的配置方式。UPS和ANE的直流输入应接在蓄电池组的进线处或动力母线上。

18.电力专用UPS基本功能是什么?

答:含有整流器和逆变器，正常运行时交流输入经整流器变为直流电后再经逆变器变为标准正弦波输出，电网停电时可无间断地切换至蓄电池组供电。它适用于在线式运行，在可靠性要求高的场合可采用双机热备份方式。

19.电力专用逆变电源基本功能是什么?

答:仅含逆变器，价格上略低于电力专用UPS，而不像常规的UPS与逆变器之间存在较大的价格差别。逆变器有两种运行模式，即在线式和后备式。由于电力专用UPS与电力专用逆变器在价格上相差不大，所以电力专用逆变器应该主要用于后备式运行，若要求在线式运行宜采用电力专用UPS。

20.有源逆变技术的特点是什么?

答:(1)采用直接电流控制型PWM有源逆变技术，高频隔离，实现电能的单位功率因数正弦并回馈电网。

(2)放电电流从0逐步上升到设定值，避免了冲击问题，同时完全满足10 h率放电电流的规范要求。

(3)防“孤岛保护”功能，确保系统安全。

(4)高频变压器物理隔离，确保直流系统安全。

(5)有源逆变技术，避免了传统逆变的谐波污染。

(6)经逆变回收电能，节约能源的同时，避免了常规能耗型负载发热而带来的安全隐患。

21.什么是PKS变电站电源远程监控维护系统?

答:根据智能变电站对电源专业的要求，全面监测操作电源、通信电源、UPS、一体化电源“交流输入”、“ATS ”、“充电模块”、“交直流配电”、“绝缘检查”、“直流母线”、“蓄电池组”等部件的各项运行指标，结合远程安全、节能、有效的远程维护技术，通过构建省公司为单位的中心数据库和专家系统，实现电源专业的状态检修。

22.PKS变电站电源远程监控维护系统优点是什么?

答:(1)全面信息监测、融合安全、节能维护技术，满足四遥标准。

(2)构建全省电源专业数据库、故障模型，建立以状态检修为目标的专家系统(实现3 s内，故障告警)。(www.xing528.com)

(3)率先实现IEC 61850标准，构建开放的平台:向下可接入站内各厂家已有远程维护终端;向上可接入“输变电设备状态检测系统”、“动力环境监测系统”、“综自系统”或更高一级电网辅助监测系统。

23.交直流一体化系统中数字管理系统在线诊断有何要求?

答:数字化管理系统应具有在线诊断能力，对系统自身的软、硬件(包括各个通信接口)运行状况进行诊断。发现异常时，予以报警和记录。

24.交直流一体化系统中一般性软件异常有何要求?

答:对于一般性的软件异常，系统能自动恢复正常运行，并保持运行设定值不变。当运行设定值异常且不能自动恢复时，则以默认值运行，同时予以报警和记录。

25.交直流一体化系统中站用交流电源事件记录应有哪些?

答:(1)交流输入故障记录，包括发生时间、持续时间，故障类型，如过电压、欠电压、缺相、三相不平衡和失电压等。

(2)交流屏内备自投开关(如ATS)位置记录，包括备自投开关在各种位置的运行时间。

(3)备自投开关投切记录，投切原因，如遥控投切、手动投切、交流故障投切等。

(4)馈线开关脱扣记录。

26.交直流一体化系统中站用直流电源事件记录应有哪些?

答:(1)直流屏包括DC 48 V、DC 110 V和DC 220 V。

(2)直流屏内交流备自投开关位置记录。

(3)交流输入电压故障记录。

(4)充电机输出开关位置、脱扣(或熔断器熔断)记录。

(5)蓄电池进线开关位置、脱扣(或熔断器熔断)记录。

(6)母线联络开关位置记录。

(7)直流母线电压异常记录，记录母线电压异常的持续时间。

(8)充电机浮充电压记录，稳态下每天记录一次交流输入电压(在允许波动范围内)最低和最高时，充电机在浮充状态下的输出电压，需同时记录温度补偿电压值。

(9)充电模块故障记录。

(10)各充电模块输出电流记录，稳态下每天记录一次。

(11)馈线开关脱扣记录。

(12)馈线开关变位记录。

(13)直流母线绝缘状况记录，记录每天的绝缘电阻最小值，以曲线形式表示。

(14)直流母线绝缘状况实时记录，保留最近一周的实时曲线。

(15)馈线支路绝缘故障记录。

(16)各种智能电子设备故障记录。

27.交直流一体化系统中蓄电池事件记录应有哪些?

答:(1)蓄电池初次投运的完整记录，包括均充后的各单节电池电压的均衡度。

(2)蓄电池浮充记录，记录连续浮充时间、浮充时的最大电流值，每天记录一次。

(3)蓄电池均衡充电记录，记录均充开始时间、均充持续时间、实际的均充电流值(稳流状态)和均充电压值(稳压状态下)。

(4)蓄电池巡检装置运行状态记录。

28.交直流一体化系统中UPS事件记录应有哪些?

答:(1)UPS屏内交流输入备自投开关位置记录。

(2)交流输入电压故障记录。

(3)直流输入电压故障记录。

(4)UPS输出开关位置、脱扣记录。

(5)直流输入开关位置、脱扣记录。

(6)母线联络开关位置记录。

(7)母线自动切换装置动作记录。

(8)母线电压异常记录。

(9)馈线开关脱扣记录。

(10)UPS运行模式记录，如旁路输出、交流输入逆变输出、直流输入逆变输出。

(11)UPS故障记录，包含故障类型。

29.交直流一体化系统中总监控主界面应显示什么信息?

答:主界面以单线图的方式显示数字化管理系统所管理的电源系统的主接线图，正确反映各种电源装置之间的接线关系，图中的开关、智能单元等符号应符合GB/T 4728.7的规定，所有文字显示均应为中文。开关位置、各智能单元的状态及母线电压、电流应为实时信息。

30.什么是交直流一体化电源监控?

答:一体化电源监控装置是管理变电站交流系统、直流系统、UPS、通信电源、逆变电源等站内电源系统的综合监控，计算机监控和一体化电源监控通信实现对变电站电源系统的四遥功能。

31.交直流一体化系统性能有何要求?

答:应具有监控功能，且不依赖总监控单元独立工作，应具备人机对话功能。应支持与总监控单元通信，接收并执行监控装置的指令。

应具有短路保护功能，短路排除后自动恢复输出。

应具有以下保护报警功能:过温保护、过电压保护、过电流保护、欠电压报警、过电压报警、交流欠电压、交流过电压、缺相报警等。

整流模块支持带电热插拔。

冷却方式为自冷或智能风冷。

32.交直流一体化电源中交流部分运行方式是什么?

答:正常运行方式。

方式1:两回电源进线分别带Ⅰ、Ⅱ段母线，两段母线分列运行。

方式2:一回电源进线为主供电源带Ⅰ、Ⅱ段母线，另一回电源热备用，两段母线并列运行。