一種變電站直流系統技術方案

本發明專利技術公開了一種變電站直流系統，包括監控單元、交流切換單元、多臺整流模塊、直流輸出采樣裝置、蓄電池模塊、蓄電池采樣裝置、調壓裝置、以及控制母線，整流模塊為高頻數字開關電源，其中，監控單元用于在蓄電池模塊進入浮充狀態時根據直流輸出采樣裝置提供的直流輸出值控制設定臺數的整流模塊進行輪流休眠以使整流模塊工作在最佳負載率范圍，并且在檢測到浮充狀態退出或者檢測到浮充狀態的干擾條件時控制整流模塊退出休眠。根據本發明專利技術,蓄電池模塊僅在浮充狀態下實現整流模塊的輪流休眠控制，浮充狀態退出或者受到干擾則退出休眠控制，如此既提升整流模塊的負載率，又保證了安全供電的需要。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種變電站直流系統。
技術介紹
變電站直流系統為站內控制系統、繼電保護、信號裝置、自動裝置提供電源，在事故情況下仍能保持其供電，還可以供給事故照明、逆變電源等負荷，對變電站安全穩定運行有著不可替代的作用。直流系統中整流模塊作為其中重要的一環，完成AC/DC變換，為蓄電池充電，以及充各種負載供電，實現系統最基本的功能。目前，變電站直流系統包括“兩電兩充”接線方式和“兩電三充”接線方式。“兩電兩充”接線方式是由兩組蓄電池配置兩套充電裝置，每組蓄電池及其充電裝置分別接入相應的母線段，兩組蓄電池的直流電源系統應滿足在正常運行中兩段母線切換時不中斷供電的要求。某220kV乙變電站直流系統情況如下：系統配置二組額定容量為300Ah的免維護鉛酸蓄電池和兩套充電裝置，每套充電裝置由四臺220V/20A整流模塊并聯。正常運行時，每段饋線負荷約在10A左右，蓄電池浮充電流約為0.3A左右。“兩電三充”接線方式是由兩組蓄電池、兩套浮充電裝置和一套備用充電裝置構成，是220kV及以上變電站常用的的方式。每組蓄電池及浮充電設備分別接入不同母線段，充電設備經切換裝置可對兩組蓄電池進行充電。某220kV甲變電站直流系統情況如下：系統配置二組300Ah免維護鉛酸蓄電池組和三套充電裝置,每套充電裝置由三臺220V/20A整流模塊并聯，。正常運行時，每段饋線經常性負荷15A左右，蓄電池浮充電流約為0.3A。以上兩電三充、兩電兩充接線方式在正常運行時充電裝置所有整流模塊全部啟動，以確保安全，然而整組設備負載率低(兩電三充不到30％，兩電兩充不到15％)，模塊自身損耗所占的比重大，隱患較多：1、整流模塊的均流性能較差，有的模塊空載運行，有的模塊過載過熱，容易造成損壞報警，使用壽命不一致；2、當一臺模塊損壞時系統切除整組模塊的交流電源，由蓄電池組來帶全站負荷，若蓄電池組運行年限長，蓄電池組容量低，則難于滿足現場要求；3、整流模塊故障后才能通過直流監控系統發出故障信號，無法提前預警。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種變電站直流系統，以在保證安全供電基礎上提升整流模塊的負載率。為此，本專利技術提供了一種變電站直流系統，包括監控單元、交流切換單元、多臺整流模塊、直流輸出采樣裝置、蓄電池模塊、蓄電池采樣裝置、調壓裝置、以及控制母線，整流模塊為高頻數字開關電源，多臺整流模塊與監控單元信號連接，其中，監控單元用于接收直流輸出采樣裝置和蓄電池采樣裝置提供的檢測信號，用于在蓄電池模塊進入浮充狀態時根據直流輸出采樣裝置提供的直流輸出值控制設定臺數的整流模塊進行輪流休眠以使整流模塊工作在最佳負載率范圍，并且在檢測到浮充狀態退出或者檢測到浮充狀態的干擾條件時控制整流模塊退出休眠。進一步地，上述變電站直流系統還包括參數設定單元，用于設定控制參數，控制參數包括最佳負載率范圍和浮充狀態的干擾條件。進一步地，上述監控單元為PLC監控單元，多臺整流模塊通過RS485總線與PLC監控單元信號連接，參數設定單元為帶有觸摸屏的終端，參數設定單元與PLC監控單元通過RS485接口信號連接。進一步地，上述變電站直流系統為兩電兩充接線方式，包括第一組整流模塊、第二組整流模塊，直流輸出采樣裝置包括用于檢測第一組整流模塊的直流輸出值的第一采樣裝置和用于檢測第二組整流模塊的直流輸出值的第二采樣裝置，PLC監控單元用于根據第一采樣裝置提供的直流輸出值控制第一組整流模塊中設定臺數的整流模塊進行輪流休眠和根據第二采樣裝置提供的直流輸出值控制第二組整流模塊中設定臺數的整流模塊進行輪流休眠。進一步地，上述PLC監控單元根據第一組整流模塊和第二組整流模塊的直流輸出值分別判斷負載率，若負載率小于第一設定值則從每組整流模塊中輪流挑選一臺整流模塊進行休眠，若負載率小于第二設定值則從每組整流模塊中輪流挑選兩臺整流模塊進行休眠，第一設定值選擇范圍為50％～60％，第二設定值選擇范圍為40％～30％。進一步地，上述PLC監控單元還用于根據實時檢測的直流輸出值調整整流裝置的休眠臺數。進一步地，上述變電站直流系統為兩電三充接線方式，包括第三組整流模塊、第四組整流模塊和第五組整流模塊，每組整流模塊包括三臺整流模塊，直流輸出采樣裝置包括用于檢測第三組整流模塊的直流輸出值的第三采樣裝置和用于檢測第四組整流模塊的直流輸出值的第四采樣裝置，PLC監控單元根據第三采樣裝置的直流輸出值控制第三組整流模塊中設定臺數的整流模塊進行休眠和根據第四采樣裝置的直流輸出值控制第四組整流模塊中設定臺數的整流模塊進行休眠。進一步地，上述PLC監控單元分別根據第三組整流模塊和第四組整流模塊的直流輸出值判斷每組整流模塊的負載率是否小于第三設定值，若小于第三設定值則從三臺整流模塊中輪流挑選一臺整流模塊進行休眠，第三設定值選擇范圍為40％～60％。進一步地，上述PLC監控單元在檢測到浮充狀態的干擾條件中的整流模塊損壞時，控制第五組整流模塊投入工作。進一步地，上述監控單元用于實時檢測的直流輸出值并且在直流輸出值超出開機閾值并且持續預定時間時作為浮充狀態的干擾條件，控制整流模塊退出休眠，參數設定單元還用于設定開機閾值和預定時間。根據本專利技術的變電站直流系統，蓄電池僅在浮充狀態下實現整流模塊的輪流休眠控制，浮充狀態退出或者浮充狀態受到干擾則退出休眠控制，如此保證了安全供電的需要，并且休眠的整流模塊的臺數根據直流輸出值換算得到的負載率進行確定，使得整流模塊的負載率得以提升。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本專利技術還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本專利技術作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：圖1是根據本專利技術的變電站直流系統的結構框圖；圖2是根據本專利技術的變電站直流系統的高頻數字開關電源的結構框圖；圖3是根據本專利技術的變電站直流系統的整流模塊休眠控制方法的流程圖；圖4是根據本專利技術的變電站直流系統的整流模塊休眠控制方法的一優選實施例的流程圖；以及圖5是根據本專利技術的變電站直流系統的整流模塊休眠控制方法的流程圖的另一優選實施例的流程圖。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本專利技術。圖1是根據本專利技術的變電站直流系統的結構框圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種變電站直流系統，包括監控單元、交流切換單元、多臺整流模塊、直流輸出采樣裝置、蓄電池模塊、蓄電池采樣裝置、調壓裝置、以及控制母線，其特征在于，所述整流模塊為高頻數字開關電源，所述多臺整流模塊與所述監控單元信號連接，其中，所述監控單元用于接收所述直流輸出采樣裝置和所述蓄電池采樣裝置提供的檢測信號，用于在蓄電池模塊進入浮充狀態時根據直流輸出采樣裝置提供的直流輸出值控制設定臺數的整流模塊進行輪流休眠以使整流模塊工作在最佳負載率范圍，并且在檢測到浮充狀態退出或者檢測到浮充狀態的干擾條件時控制整流模塊退出休眠。

【技術特征摘要】
1.一種變電站直流系統，包括監控單元、交流切換單元、多臺整流模塊、直流輸
出采樣裝置、蓄電池模塊、蓄電池采樣裝置、調壓裝置、以及控制母線，其特征在于，
所述整流模塊為高頻數字開關電源，所述多臺整流模塊與所述監控單元信號連接，
其中，所述監控單元用于接收所述直流輸出采樣裝置和所述蓄電池采樣裝置提供的
檢測信號，用于在蓄電池模塊進入浮充狀態時根據直流輸出采樣裝置提供的直流輸出值
控制設定臺數的整流模塊進行輪流休眠以使整流模塊工作在最佳負載率范圍，并且在檢
測到浮充狀態退出或者檢測到浮充狀態的干擾條件時控制整流模塊退出休眠。
2.根據權利要求1所述的變電站直流系統，其特征在于，還包括參數設定單元，
用于設定控制參數，所述控制參數包括最佳負載率范圍和所述浮充狀態的干擾條件。
3.根據權利要求2所述的變電站直流系統，其特征在于，所述監控單元為PLC監
控單元，所述多臺整流模塊通過RS485總線與所述PLC監控單元信號連接，所述參數
設定單元為帶有觸摸屏的終端，所述參數設定單元與所述PLC監控單元通過RS485接
口信號連接。
4.根據權利要求3所述的變電站直流系統，其特征在于，所述變電站直流系統為
兩電兩充接線方式，包括第一組整流模塊、第二組整流模塊，所述直流輸出采樣裝置包
括用于檢測所述第一組整流模塊的直流輸出值的第一采樣裝置和用于檢測所述所述第
二組整流模塊的直流輸出值的第二采樣裝置，所述PLC監控單元用于根據第一采樣裝
置提供的直流輸出值控制所述第一組整流模塊中設定臺數的整流模塊進行輪流休眠和
根據第二采樣裝置提供的直流輸出值控制所述第二組整流模塊中設定臺數的整流模塊
進行輪流休眠。
5.根據權利要求4所述的變電站直流系統，其特征在于，所述PLC監控單元根據
所述第一組整流模塊和所述第二組整流模塊的直流輸出值分別判斷負載率，若負載率小
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：辛永生，張曉健，張震，劉忠，張瑩，李林，倪飛，李霞，樊榮，
申請(專利權)人：國家電網公司，國網安徽省電力公司淮南供電公司，
類型：發明
國別省市：北京;11