前维护的智能直流电源系统

摘 要：随着国家电网变电站建设的需求，直流电源供电系统朝着标准化、模块化、智能化方向发展。近年来，由于预装式（集装箱）变电站的要求，前维护智能直流电源系统应运而生。目前市场上能实现前维护智能直流电源系统的设备，不同厂家有不同的结构形式，仅是局部功能实现了前维护，其通用性不高，系统性不强。为了改变这一现状，现研发一种可以实现前维护智能直流电源系统设备，将系统中的各功能模块和器件全部实现可前接线、前维护，并智能化、模块化。同时也提高了系统安全可靠、性能稳定等关键品质指标，成本在同类产品中，也有很大的竞争力。

关键词：前接线；前维护；模块化

引言

近几年，随着电力系统标准配送式变电站的试点，对直流电源系统的操作、维护、接线提出更高要求。要求柜内设备能做到前接线、前维护和模块化、智能化。前维护智能直流电源系统要系统性解决以下问题：

在屏柜位置空间和屏内部空间有限的情况下：

（1）进线和出线要能实现前接线、前维护；（2）关键器件-AC/DC高频充电模块要能实现前接线、前维护；（3）馈线开关和绝缘监测霍尔要能实现前接线、前维护；（4）一次二次电器元件及其相互间的铜排和连接线要能实现前接线、前维护。

1 智能直流系统简述

1.1 智能直流电源系统组成

一次：交流二路进线及切换单元、高频充电模块及输出、电池输入、电池、一次馈线。

二次测量及控制、管理：交流进线测量和控制、直流母线测量和控制、电池电压测量（巡检）、内阻测量、电流测量与管理、绝缘监测、馈线开关位置和跳闸监测等。

主要电器元件：

一次元器件：交流开关、高频充电模块、直流输出开关、电池输入开关（断路器或隔离开关或熔断器）、电池，馈线开关、降压硅链等。

二次元器件：交流监测及控制单元、直流监测单元、开关量监测单元、电池巡检单元、绝缘检测单元、直流监控等。

1.2 智能直流电源一次系统图

1.2.1 一组蓄电池直流电源系统（图1）

1.2.2 一组蓄电池、2套充电装置典型接线示意图（图2）

1.2.3 二组蓄电池、2套充电装置典型接线示意图（图3）

1.2.4 二组蓄电池、3套充电装置典型接线示意图（图4）

2 满足前维护智能直流系统解决方案

上述对智能直流系统的组成进行了简单的叙述，接下来就是针对前接线、前维护的功能要求进行研发思路论述和实践结果阶段性总结。

下面按功能单元进行介绍：进线和出线、关键器件-AC/DC高频充电模块、馈线开关和绝缘监测霍尔、一次二次电器元件及其相互间的铜排和连接线。

2.1 进线和出线实现前接线、前维护

进线：将原接于屏后的端子安装于前面。

出线：研发一种集馈线开关、绝缘检测和开关位置和报警（OF+SD）、馈线端子前接线和维护的模块。前维护智能馈线模块各功能区域具有独立更换、独立生产功能。见后馈线模块图示。

2.2 关键器件-AC/DC高频充电模块实现前接线、前维护

研发一种可将原充电模块（包括并联电池系统充电模块）和原需要后维护的插件一起拉出单元模块。如图5所示。

2.3 馈线开关和绝缘监测霍尔要能实现前接线、前维护

研发一种集馈线开关、绝缘检测和开关位置和报报警（OF+SD）、馈线端子前接线和维护的模块。如图6所示。

2.4 一次二次电器元件及其相互间的铜排和连接线实现前接线、前维护

所有的一次二次电器元件全部前置安装，实现前接线、前维护。相互间的铜排和连接线屏后没有过渡端子和铜搭接头，维修装拆在屏前方。如图7所示。

3 核心前接线前维护馈线模块类型及经济价值成本举例分析

目前开发的前接线和前维护直流馈线模块：DC508（8回路）、DC510（10回路）二种如图8所示以下河清项目馈线前维护模块作为分析对象。

（1）馈线支路开关：成本降低率15%。

（2）漏电流霍尔：成本降低率4%

（3）指示灯：成本降低率200%。

（4）一次线：成本降低率42%

（5）二次线：成本降低率60%

具体见表1。

4 结束语

以上是作者基于多年对直流电源供电系统设计、检验、现场维护调试经验，根据行业发展和用户的需求，现从直流系统研发设计前端着手开发新的可实现前接线、前维护的整体方案。目前已在多个预装式变电站应用，用户很满意。

因前接线、前维护还处于研发成果试用阶段，思路和实现的方法还需要不断完善改进，希望各位专家和用户提出宝贵的改进建议。为把中国的前维护智能直流电源系统产品做成世界级的精品而一起努力。

参考文献

[1]中华人民共和国电力行业标准.DLT5044-2014.DL/T5044-2014.

[2]王慎.江苏省兴化市供电公司全预制装配式变电站[J].农村电气化，2008（11）.