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【摘 要】随着社会的发展，经济迅猛发展，同时，科学技术也取得了很大的进步。在电力工业中，为了实现电力工业的高效运行应用了大量的先进技术，安全状况也在不断改善。目前，常规变电站的直流供电系统多为相控硅整流电源，但这种直流电源已不能满足整个电力系统的需要，强制系统运行，需要直接向直流供电系统供电。然而在更换流程中，不能制约变电站的稳定运转。因此，有必要重视变电站的直流电源，特別是在更换直流电源的过程中。更换直流电源的主要目的是在供电过程中最大限度地确保直流电源的质量和可靠性。这方面的相关指标是衡量直流电源运行是否良好的关键指标。对直流电源更换过程中的科学综合发展规划进行全面深入的研究是十分必要的。
【关键词】应急转接箱;变电站内直流电源系统更换;应用研究
引言
变电站直流系统是一种为信号设备、保护、自动设备、事故照明、应急电源和断路器开关和关闭操作提供直流电源的电源装置。目前，常规变电站的直流供电系统多为相控硅整流电源，但这种直流电源已难以满足整个电力系统的需求，需要对直流供电系统进行更换。然而在更换环节不能影响变电站的有效运转。因此，有必要重视变电站的直流电源。针对目前工作中的应急抢修和变电站内直流电源系统更换都缺乏与之配套的专用应急转接箱，以往所使用的配电柜体积大，重量重，保护功能缺乏，安全性差，远远不能满足工作中的需要，所以急需一个体积小、重量轻、保护功能全面、强度可靠适于野外和站内都能快速使用的装置解决面临的问题。本文拟在前人研究的基础上开发一种应急转接箱，服务于变电站内直流电源系统更换。
1直流电源系统
1.1概念
直流系统适用于供电系统的多种类型的变电站。大多数变电站主设备的控制、保护、储能、闭塞、信号回路、变电站应急照明等均采用直流供电。直流电源以0.4kV交流电流过直流屏的整流电路，交流电流转换为直流，为上述几个电源设备的电路供电。同时，整流电路输出的直流电流也分流到站内的电池组上。安装电池的目的是当所有设备停电，并且站用变压器也断电时，它还可以为站内主要设备的控制、保护、储能和信号的直流电路提供直流电，确保设备正常运转。变电站直流系统是一种为信号设备、保护、自动设备、事故照明、应急电源于断路器开关及关闭操作给予直流电源的电源装置。直流系统是独立的电源，在外部AC电源中断的状态中，它确保备用电源———电池持续给直流电源提供稳定的电流。
1.2变电站直流电源系统的结构
变电站直流电源系统在设计过程中是基于现代蓄电池、充电机等成熟核心技术的基础上，实现直流电源系统、通信电源系统、二次直流电源系统及UPS电源等的一体化设计及组屏生产全新模组形式。此系统取消了通信蓄电池，利用逆变器设置直流母线，通过同个厂家生产，使用一体化智能监控器集中组屏。此系统的主要特点就是能够实现电源系统的智能化管理;降低日常维护工作量，提高可靠性;降低一次性投资资金和长期维护的费用，使投资经济性得到提高。
2变电站内直流电源系统更换现状分析
针对目前工作中的应急抢修和变电站内直流电源系统更换，都缺乏与之配套的专用应急转接箱，以往所使用的配电柜体积大，重量重，保护功能缺乏，安全性差，远远不能满足工作中的需要，所以急需一个体积小、重量轻、保护功能全面、强度可靠适于野外和站内都能快速使用的装置解决面临的问题。针对现状，本文拟在前任研究的基础上开发一种应急转接箱，服务于变电站内直流电源系统更换。
3变电站内直流电源系统更换策略———应急转接箱
3.1项目实施主要措施
经过调研，总结出实施的主要措施：箱体采用钛合金材料制作，箱体重量只有钢制件的30%，强度达到钢制的2倍，解决运输、搬运中的人员强度和设备使用适应性的要求;充分利用人机工程学和材料学的成果，使装置更适应各种场所的使用和存储;加装保护电路和传感装置，是设备操作人身安全性得到充分保证;要满足交流和直流的多种需要。进度计划：10d完成方案研究，20d完成设计，60d进行样机研制和开发120d对样机进行试验和性能测试，5d对样机进行总结。
3.2能解决的主要问题
（1）解决装置重量和强度问题，既要强度高，又要重量轻。（2）解决装置易于便于搬运、存储，人机工程好，降低人员工作强度。（3）解决满足交直流系统的要求，适应性强。（4）解决装置能运行安全，加装多重保护功能，保证站内系统和操作人员的人身安全，使操作人员使用接线、接线方便。
3.3项目实施效益预测
本项目实施后首先解决了以往配电箱简陋粗笨的印象，使其具有精致的科技感，专用型强操作简单，人机工程优秀。装置在强度和重量上达到了平衡，由于技术和材料上的突破，可采用钛合金制作，体积小，重量轻且强度高。加装多重保护功能，保证站内系统和操作人员的人生安全，使操作人员使用接线、接线方便。目前无论是施工、维修、检验大量用到交直流配电箱，本装置的成功研制易于推广。
3.4技术路径
（1）产品体积小，重量轻，移动方便，便于维护、外形美观，可以满足500KV以下变电站的使用;（2）稳压性能、稳流性能、纹波性能等指标与变电所用直流屏完全一致;（3）直流应急电源采用微机高频开关电源型产品，配置220V，20（40）安培整流模块1（2）个，可借电插拔。可方便更换为110V40A模块，变成110V流系统;（4）系统配置智能监控，通过液晶显示屏，实现人机界而可视化操作，全中文菜单，操作简单方便，易于上手;（5）系统可显示装置的输出电压，输出电流等，具有电池管理的功能;（6）完善的告警处理及记录功能，可通过当前故障和历史故障查询系统故障记录;（7）同时具备RS485RS232接口，支持多种通信规约，全面实现“四遥”功能;（8）整流模块具有液晶显示功能，具有自主均流、自动限流、浮充和均充等功能;（9）装置工作电源采用双路交流电源设计，互为备用，直流输出断路器利用用直流专用断路器。
结语
变电站直流系统是一种为信号设备、保护、自动设备、事故照明、应急电源和断路器开关和关闭操作提供直流电源的电源装置。对于大多数变电站而言，主设备的控制、保护、储能、信号回路、变电站应急照明等均采用直流供电。直流电源以0.4kV交流电流过直流屏的整流电路，交流电流转换为直流，为上述几个电源设备的电路供电。同时，整流电路输出的直流电流也漂浮到站内的电池组上。目前，常规变电站的直流供电系统多为相控硅整流电源，但这种直流电源已不能满足整个电力系统的需要，需要对直流供电系统进行更换。然而在更换环节里，不能干扰变电站的有效运转。因此，有必要重视变电站的直流电源。本文针对现状研发出了一种变电站直流系统更换应急装置，通过对样机的测试与总结，该装置性能良好，能够有效保证变电站直流系统更换，促进变电站的安全稳定运转。
参考文献：
[1]廖晓艺.浅谈电力系统变电站直流电源及维护[J].科技资讯，2015，13（31）：46.
[2]张宏伟.智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用[J].科学中国人，2015，0（10X）.
[3]国网四川省电力公司眉山供电公司.用于变电站的直流应急电源系统：CN201721084565.8[P].2018.3
（作者单位：山西省电力公司长治供电公司）
【关键词】应急转接箱;变电站内直流电源系统更换;应用研究
引言
变电站直流系统是一种为信号设备、保护、自动设备、事故照明、应急电源和断路器开关和关闭操作提供直流电源的电源装置。目前，常规变电站的直流供电系统多为相控硅整流电源，但这种直流电源已难以满足整个电力系统的需求，需要对直流供电系统进行更换。然而在更换环节不能影响变电站的有效运转。因此，有必要重视变电站的直流电源。针对目前工作中的应急抢修和变电站内直流电源系统更换都缺乏与之配套的专用应急转接箱，以往所使用的配电柜体积大，重量重，保护功能缺乏，安全性差，远远不能满足工作中的需要，所以急需一个体积小、重量轻、保护功能全面、强度可靠适于野外和站内都能快速使用的装置解决面临的问题。本文拟在前人研究的基础上开发一种应急转接箱，服务于变电站内直流电源系统更换。
1直流电源系统
1.1概念
直流系统适用于供电系统的多种类型的变电站。大多数变电站主设备的控制、保护、储能、闭塞、信号回路、变电站应急照明等均采用直流供电。直流电源以0.4kV交流电流过直流屏的整流电路，交流电流转换为直流，为上述几个电源设备的电路供电。同时，整流电路输出的直流电流也分流到站内的电池组上。安装电池的目的是当所有设备停电，并且站用变压器也断电时，它还可以为站内主要设备的控制、保护、储能和信号的直流电路提供直流电，确保设备正常运转。变电站直流系统是一种为信号设备、保护、自动设备、事故照明、应急电源于断路器开关及关闭操作给予直流电源的电源装置。直流系统是独立的电源，在外部AC电源中断的状态中，它确保备用电源———电池持续给直流电源提供稳定的电流。
1.2变电站直流电源系统的结构
变电站直流电源系统在设计过程中是基于现代蓄电池、充电机等成熟核心技术的基础上，实现直流电源系统、通信电源系统、二次直流电源系统及UPS电源等的一体化设计及组屏生产全新模组形式。此系统取消了通信蓄电池，利用逆变器设置直流母线，通过同个厂家生产，使用一体化智能监控器集中组屏。此系统的主要特点就是能够实现电源系统的智能化管理;降低日常维护工作量，提高可靠性;降低一次性投资资金和长期维护的费用，使投资经济性得到提高。
2变电站内直流电源系统更换现状分析
针对目前工作中的应急抢修和变电站内直流电源系统更换，都缺乏与之配套的专用应急转接箱，以往所使用的配电柜体积大，重量重，保护功能缺乏，安全性差，远远不能满足工作中的需要，所以急需一个体积小、重量轻、保护功能全面、强度可靠适于野外和站内都能快速使用的装置解决面临的问题。针对现状，本文拟在前任研究的基础上开发一种应急转接箱，服务于变电站内直流电源系统更换。
3变电站内直流电源系统更换策略———应急转接箱
3.1项目实施主要措施
经过调研，总结出实施的主要措施：箱体采用钛合金材料制作，箱体重量只有钢制件的30%，强度达到钢制的2倍，解决运输、搬运中的人员强度和设备使用适应性的要求;充分利用人机工程学和材料学的成果，使装置更适应各种场所的使用和存储;加装保护电路和传感装置，是设备操作人身安全性得到充分保证;要满足交流和直流的多种需要。进度计划：10d完成方案研究，20d完成设计，60d进行样机研制和开发120d对样机进行试验和性能测试，5d对样机进行总结。
3.2能解决的主要问题
（1）解决装置重量和强度问题，既要强度高，又要重量轻。（2）解决装置易于便于搬运、存储，人机工程好，降低人员工作强度。（3）解决满足交直流系统的要求，适应性强。（4）解决装置能运行安全，加装多重保护功能，保证站内系统和操作人员的人身安全，使操作人员使用接线、接线方便。
3.3项目实施效益预测
本项目实施后首先解决了以往配电箱简陋粗笨的印象，使其具有精致的科技感，专用型强操作简单，人机工程优秀。装置在强度和重量上达到了平衡，由于技术和材料上的突破，可采用钛合金制作，体积小，重量轻且强度高。加装多重保护功能，保证站内系统和操作人员的人生安全，使操作人员使用接线、接线方便。目前无论是施工、维修、检验大量用到交直流配电箱，本装置的成功研制易于推广。
3.4技术路径
（1）产品体积小，重量轻，移动方便，便于维护、外形美观，可以满足500KV以下变电站的使用;（2）稳压性能、稳流性能、纹波性能等指标与变电所用直流屏完全一致;（3）直流应急电源采用微机高频开关电源型产品，配置220V，20（40）安培整流模块1（2）个，可借电插拔。可方便更换为110V40A模块，变成110V流系统;（4）系统配置智能监控，通过液晶显示屏，实现人机界而可视化操作，全中文菜单，操作简单方便，易于上手;（5）系统可显示装置的输出电压，输出电流等，具有电池管理的功能;（6）完善的告警处理及记录功能，可通过当前故障和历史故障查询系统故障记录;（7）同时具备RS485RS232接口，支持多种通信规约，全面实现“四遥”功能;（8）整流模块具有液晶显示功能，具有自主均流、自动限流、浮充和均充等功能;（9）装置工作电源采用双路交流电源设计，互为备用，直流输出断路器利用用直流专用断路器。
结语
变电站直流系统是一种为信号设备、保护、自动设备、事故照明、应急电源和断路器开关和关闭操作提供直流电源的电源装置。对于大多数变电站而言，主设备的控制、保护、储能、信号回路、变电站应急照明等均采用直流供电。直流电源以0.4kV交流电流过直流屏的整流电路，交流电流转换为直流，为上述几个电源设备的电路供电。同时，整流电路输出的直流电流也漂浮到站内的电池组上。目前，常规变电站的直流供电系统多为相控硅整流电源，但这种直流电源已不能满足整个电力系统的需要，需要对直流供电系统进行更换。然而在更换环节里，不能干扰变电站的有效运转。因此，有必要重视变电站的直流电源。本文针对现状研发出了一种变电站直流系统更换应急装置，通过对样机的测试与总结，该装置性能良好，能够有效保证变电站直流系统更换，促进变电站的安全稳定运转。
参考文献：
[1]廖晓艺.浅谈电力系统变电站直流电源及维护[J].科技资讯，2015，13（31）：46.
[2]张宏伟.智能变电站交直流一体化电源系统的研究与应用[J].科学中国人，2015，0（10X）.
[3]国网四川省电力公司眉山供电公司.用于变电站的直流应急电源系统：CN201721084565.8[P].2018.3
（作者单位：山西省电力公司长治供电公司）