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摘要:不停電電源系統(tǒng)在變電站中應(yīng)用廣泛，其規(guī)模配置要根據(jù)變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、繼保裝置、通信設(shè)備、逆變電源設(shè)備、智能輔助系統(tǒng)的實(shí)際規(guī)模配置，在實(shí)際設(shè)計(jì)中設(shè)備數(shù)量種類繁多，數(shù)量龐大;且在電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)變電站設(shè)備有新的要求下，需要考慮當(dāng)下變電站物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新設(shè)備、新規(guī)模的發(fā)展及應(yīng)用情況。以變電站的實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用為例，分析電力網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)對(duì)相關(guān)設(shè)備的要求、負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)及不停電電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。圖2幅，表2個(gè)。

關(guān)鍵詞:電力網(wǎng)聯(lián)網(wǎng);不停電電源系統(tǒng);負(fù)荷統(tǒng)計(jì);計(jì)算;應(yīng)用;技術(shù);變電站

0引言

西藏林芝波密縣110kV通麥變是西藏林芝“三區(qū)三州”電網(wǎng)工程之一，意在解決當(dāng)?shù)鼐€路老舊、線徑小、單電源輻射，用電可靠性差，線樹矛盾突出，35kV變電站布點(diǎn)不足等問題。國家電網(wǎng)有限公司印發(fā)的2020年重點(diǎn)工作任務(wù)通知(國家電網(wǎng)辦〔2020〕74號(hào)文)中明確指出，要將全力推進(jìn)電力物聯(lián)網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展作為本年度國家電網(wǎng)的重點(diǎn)工作之一。常規(guī)的不停電電源系統(tǒng)容量已不滿足電力物聯(lián)網(wǎng)通信電源的要求，通過西藏林芝波密縣110kV通麥變不停電電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論述及探討，分析了常規(guī)110kV變電站不停電電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不足后，提出了一種適用于泛物聯(lián)網(wǎng)的不停電電源系統(tǒng)配置方案，可供相關(guān)類似工程參考設(shè)計(jì)。

1常規(guī)110kV變電站不停電電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)西藏電網(wǎng)110～500kV變電站分冊(cè)(2015年版)通用設(shè)計(jì)XZ—110—A3—2設(shè)計(jì)方案，變電站本站配置1套交流不停電電源系統(tǒng)，為變電站內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)裝置及通信設(shè)備、電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)(顯示器和通訊設(shè)備)等重要二次設(shè)備提供不停電電源。交流不停電電源系統(tǒng)不配單獨(dú)的蓄電池，直流電源由站內(nèi)220V直流系統(tǒng)取1路電源提供，經(jīng)1臺(tái)逆變器逆變后輸出AC220V電源，該逆變器采用單母線方式(見圖1)。不停電電源系統(tǒng)交流饋線16A，20回;20A，10回;32A，4回;饋線采用輻射狀供電方式。常規(guī)變電站不停電電源系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷，可按照標(biāo)準(zhǔn)公式［1］:S=KkScKfKd式中，S為不停電電源系統(tǒng)計(jì)算容量;Sc為計(jì)算容量;Kk為可靠系數(shù)，取1.25;Kf為功率校正系數(shù)，取0.8;Kd為降容系數(shù)，海拔2500m，取0.86。根據(jù)計(jì)算容量S=6.8kVA，選擇容量為7.5kVA。

2本工程不停電電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1泛在電力物聯(lián)網(wǎng)。根據(jù)國家電網(wǎng)指導(dǎo)文件的要求，國家電網(wǎng)提出的“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略中的第二張網(wǎng)即泛在電力物聯(lián)網(wǎng)分為:感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層(見圖2)。其感知層通過各種感知傳感器(視頻監(jiān)控、紅外檢測(cè)、氣體成分檢測(cè)、濕度檢測(cè)、水侵檢測(cè))、智能檢測(cè)設(shè)備(智能機(jī)器人、巡檢無人機(jī))等智能采集設(shè)備收集數(shù)據(jù);網(wǎng)絡(luò)層通過ZigBee/5G/電力內(nèi)部網(wǎng)等通信技術(shù)與感知傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，將數(shù)據(jù)傳輸至平臺(tái)層;平臺(tái)層通過一體化國網(wǎng)云平臺(tái)利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和邊緣計(jì)算等技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、分析、挖掘和共享;應(yīng)用層是泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在變電站中的應(yīng)用，如初步實(shí)現(xiàn)故障診斷、智能運(yùn)維、安防監(jiān)控、設(shè)備管理等。

2.2泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用下不停電電源設(shè)備新增功能應(yīng)用。電力網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)下，無人值守變電站的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)在原有功能的基礎(chǔ)上加入了智能檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)等功能，又加入了智能巡檢系統(tǒng)等系統(tǒng)。泛在電力網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)火災(zāi)報(bào)警消防系統(tǒng)主要使用物聯(lián)網(wǎng)式探測(cè)器、滅火器替換傳統(tǒng)離線式探測(cè)器、滅火器，并通過站內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)終端將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至電力物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)管平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的采樣。利用開發(fā)的電力物聯(lián)網(wǎng)智能火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控管理平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)分析計(jì)算，智能的判斷火災(zāi)等級(jí)區(qū)域等，并作出相應(yīng)的報(bào)警滅火等智能聯(lián)動(dòng)指令［2］。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的變電站設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用采用物聯(lián)網(wǎng)局部放電超聲波檢測(cè)、紅外檢測(cè)、水侵檢測(cè)、六氟化硫氣體檢測(cè)、泄漏電流檢測(cè)及環(huán)境環(huán)境溫濕度、雨量、氣壓、風(fēng)向監(jiān)測(cè)等，傳感器定時(shí)自動(dòng)收集檢測(cè)數(shù)據(jù)并上傳至智能監(jiān)控平臺(tái)，分析數(shù)據(jù)并發(fā)出自動(dòng)報(bào)警信號(hào)［3］。在巡檢維護(hù)上主要應(yīng)用智能機(jī)器人或者電網(wǎng)無人機(jī)巡檢，將采集信息上傳電力物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)管平臺(tái)，節(jié)約人工，提高工作效率［4］。

2.3電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用下不停電電源系統(tǒng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算。在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用前期下，UPS電源容量既要滿足變電站內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電能計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、智能輔助系統(tǒng)、火災(zāi)監(jiān)視系統(tǒng)原有負(fù)荷需求，還要滿足各系統(tǒng)擴(kuò)展功能負(fù)荷需求。由于泛電力網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展高速，應(yīng)用越來越廣，本站設(shè)計(jì)時(shí)按照滿足現(xiàn)有容量需求的情況下，對(duì)容量的遠(yuǎn)景發(fā)展作了適當(dāng)規(guī)劃(見表2)。電力物聯(lián)網(wǎng)下變電站不停電電源系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷，可按照標(biāo)準(zhǔn)公式:S=KkScKfKd式中，S為不停電電源系統(tǒng)計(jì)算容量;Sc為計(jì)算容量;Kk為可靠系數(shù)，取1.25;Kf為功率校正系數(shù)，取0.8;Kd為降容系數(shù)，海拔2500m，取0.86。根據(jù)計(jì)算容量S=9.2kVA，選擇容量為10kVA。

3結(jié)語

不停電電源系統(tǒng)是電力物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的基礎(chǔ)，隨著技術(shù)不斷的革新，產(chǎn)業(yè)集成度越來越高，加上跨行業(yè)的技術(shù)更多地應(yīng)用于電力物聯(lián)網(wǎng)，相關(guān)新設(shè)備也在不停的優(yōu)化、完善，其功耗不斷優(yōu)化降低;因此仍需要相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的積累和檢驗(yàn)，以優(yōu)化相關(guān)設(shè)計(jì)。

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作者:李東 單位:中國電建集團(tuán)貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司