浅析直流供电系统在港口电力系统的应用

【前言】浅析直流供电系统在港口电力系统的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。直流供电系统主要由交流输入、充电装置、蓄电池屏、监控单元、电压检测、绝缘监测、蓄电池管理单元、母线调压装置及馈电屏等组成。充电装置通过整流模块把交流输入整流为直流电，为直流负荷供电的同时，还会适时的给蓄电池充电；蓄电池屏由单节电压为2V-12V的阀控式密...

摘 要：直流供电系统在电力系统中应用广泛，电力通讯，无人值守变电站、微机控制等电力自踊设备的普及和应用，电力系统对不间断电源提出了更高要求。直流系统主要作为变电站控制负荷和采用直流的动力负荷的电源，它的可靠性直接影响这电力系统的可靠性和稳定性，因此提升直流供电系统稳定性，防止和杜绝直流供电系统缺陷，成为了我们的工作的重要部分。直流供电系统运行的稳定和可靠也是衡量我们供电质量的重要参考，如何保障直流供电系统的可靠性和稳定性，是我们一直想要解决的难题。文章通过对直流系统在港口110kV及10kV电站供电系统中应用的介绍，可作为港口电力系统中直流系统应用的参考，对我们完善港口供电，满足港口快速发展的用电需求，以及增强供电系统的安全、稳定性具有一定的指导意义。

关键词：直流供电系统；不间断电源；逆变

引言

在电力系统中，无论是发电厂还是变电站，为了给电力系统运行中直流负荷提供可靠的直流电源，包括电气的控制、信号、测量和继电保护、自动装置、断路器电磁操作的合闸机构、交流不停电电源装置、运动和事故照明等负荷，绝大多数站均配备有独立成套的直流供电系统，以确保满足电力专用的不间断直流电源，确保各继电保护、自动控制、载波通信及断路器分合闸能够在电力系统发生故障时继续正常工作，以防止电力系统故障扩大和设备损坏，因此确保直流电源不间断对于电力系统正常运行极其重要。作者根据多年变电站实际管理经验，将直流供电系统实际使用情况，以及为了满足电站不间断电源使用要求进行的改进做简单汇总，供港口电力系统工作者参考。

1 直流供电系统介绍

直流供电系统主要由交流输入、充电装置、蓄电池屏、监控单元、电压检测、绝缘监测、蓄电池管理单元、母线调压装置及馈电屏等组成。充电装置通过整流模块把交流输入整流为直流电，为直流负荷供电的同时，还会适时的给蓄电池充电；蓄电池屏由单节电压为2V-12V的阀控式密封铅酸蓄电池串联组成，对应的电压输出为110V或者220V，其功能是在交流输入失压时对直流负荷进行实时供电；调压装置根据蓄电池组输出电压变换自动调节串入降压硅堆，以使直流控制母线的电压稳定在规定范围内，确保工作压稳定；绝缘检测及监控管理装置是直流系统不可缺少组成部分，其主要负责在线监测直流系统的正负极对地的绝缘水平，以及监控显示系统的各类运行状态，并控制充电模块智能对电池进行充电（直流系统原理图1）。

直流供电系统工作过程主要包括交流正常工作状态和交流失压工作状态，当系统的交流输入正常时，通过交流输入给各整流模块供电，整流模块将交流电变换为直流电，经过保护装置输出一面给蓄电池充电，一面给馈电屏直流负荷提供工作电源。系统交流失压时即交流输入停电，整流模块停止工作，蓄电池开始放电至馈电母线，为直流负荷供电，监控模块实时监控蓄电池放电电压和电流，当出现异常情况是监控模块会发出告警。

2 变电站直流供电系统应用

本部分将介绍作者在110kV变电站及10kV电站工作过程中涉及直流供电系统的应用情况，新港港务分公司110kV变电站先后于2005年和2009年进行室内户外设备和主变压器进行了更新改造，现运行方式为两台12500kVA主变“一主一备”方式运行，10kV馈线侧负荷两段分列运行，10kV变电站若干，110kV站与10kV电站通过计算机《NEMS综合式工业监控系统》进行监控，实现有遥信、遥测、遥控、遥调功能，值班人员通过“四遥“功能对电站运行状况进行监控和应急处理。

为保障110kV电站二次设备供电可靠性，电站内配备有两套完整的电源电压为：DC220V直流供电系统，互为备用使用，可实现直流负荷不断电切换运行，蓄电池总容量为300Ah；两套装置均设两路交流电源进线和两路可自投切充电装置，最大限度确保直流电源系统供电。通过联络开关隔离，使两段母线上充电机或电池巡检时可以分别进行，互不影响。日常运行时，一组直流系统供电，另一组作为备用；两组互为备用直流系统会按时进行联络投切，为了防止两组电池短时并列运行出现环流或冲击，对整个直流系统产生影响，两负荷总开关侧与母线间装逆止二极管（直流系统图2）。

相应的对于各个10kV二级电站，则分别配备有DC220V的直流电源系统，用于电站内各直流负荷的供电。

3 不间断逆变电源应用

由于电站建造选择产品设备的差异，新港110kV电站户外设备操作电源为交流220V。电站内除了需要保障系统运行中直流负荷供电使用外，还要保证户外设备操作交流电源的不间断。当电站发生全站失压时，户外设备交流供电电源失压，只能通过手动来进行操作投切，对于事故处理和及时恢复供电造成很大影响，因此逆变不间断电源在实际应用中显得同样重要。此外，随着电站自动化系统的提高和安防监控系统的加入，对供电要求有更高的要求，原有供电方式不能满足使用要求，即在站用变失压或整个供电系统失压时，计算机《NEMS综合式工业监控系统》系统服务器、显示模拟屏以及后方终端、安防监控系统等设备也会同时失电，无法正常工作，不仅造成相关故障情况无法继续记录查看，使得故障处理停电时间增加，影响生产作业。因此为了确保户外设备交流操作电源不间断和电站计算机《NEMS综合式工业监控系统》和自动化系统稳定运行，我们将直流供电系统部分负荷用逆变装置转换为交流220V电源，以确保全站失压时所有设备都能够继续正常运行，为实现快速处理事故和恢复供电奠定基础。因此我们在各级电站内增加逆变电源，通过利用该站的直流供电实现直流逆变交流电源输出220V不间断电源。达到在非正常停电时，实现交流输入与直流输入无缝、稳定切换，确保电站内计算机《NEMS综合式工业监控系统》和自动化系统服务器及后方终端、安防监控系统等设备正常运行（不间断逆变电源图3）。

4 结束语

文章针对110kV电站及二级电站直流供电系统应用，对直流供电系统的主要工作原理、实际应用以及不间断逆变电源进行了讨论，对于如何确保电力系统中直流不间断电源做了相应的介绍。电力系统作为港口运作生产的基础设施，运行可靠性要求越来越高，因此需要尽量减少影响系统运行安全的不利因素，对提高电力系统安全性显得极为重要。

参考文献

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