一种便捷式直流SSB蓄电池应急电源装置的研究与扩展

2025-11-26 15:31:16

摘要：直流体系是变电站非常重要的组成部分，直流体系在变电站中为操控、信号、继电维护、自动设备及事端照明等供给牢靠的直流电源。它还为操作供给牢靠的操作电源。直流体系的牢靠与否，对变电站的安全运转起着至关重要的效果，是变电站安全运转的保证。

关键词：直流电源；一体化电源；应急抢修；锂电池组；变电站；UPS

跟着变电站智能化的进步，现在220KV及以下变电站基本更换为一体化电源。站用交直流一体化电源体系由“站用沟通电源、直流电源、沟通不间断电源（UPS）、逆变电源（INV）(根据工程需求选用)、直流变换电源（DC220/DC48)等设备组成，并统一监督操控，同享直流电源的蓄电池组。经过对一体化电源的界说不难看出，蓄电池组成为一体化电源的中心。

现在，变电站内的蓄电池组主要运用阀控式铅酸蓄电池。前期的阀控式铅酸蓄电池因为其维护简略便利，价格便宜，不必经常人工添加电解液备受青睐，然后在短期内敏捷占领市场。经过20多年的市场检验，铅酸蓄电池的缺陷越来越明显，尤其是在变电站内表现出的问题尤为突出。其主要表现为以下三点：1.铅酸蓄电池的运用寿数遍及偏低，国产铅酸蓄电池的均匀运用寿数在5年左右，有些个其他蓄电池组两年就已经无法满意运用要求。这就给变电站的运维人员带来极大的作业量和安全压力；2、铅酸蓄电池的质量参差不齐。在变电站这样的特别场所，电池的稳定是排在第一位的。有些蓄电池在运转运用中经常呈现电池断路的情况，当需求蓄电池为直流体系供电时无法供给电源，引起全站直丢失压，维护失效的严重后果。3、铅酸蓄电池的一致性较差。变电站的蓄电池组一般为104节串联，一致性相差较大必将影响整组电池的放电容量。4、铅酸蓄电池体积大、重量重、能量密度低，导致设备、搬运、维护本钱添加。

 

本来蓄电池只需为直流体系供给后备电源，UPS、48V通讯体系有独立的备用电池组。一体化电源的遍及推广和应用使得UPS、48V通讯电源和220V直流电源共用直流蓄电池组，也加重了蓄电池组所承当的供电压力。近年来，因为直丢失压导致维护设备、开关无法跳闸的事端层出不穷，为避免或削减此类事端的发生，迫切需求一种针对性的处理计划。跟着变电站智能化的发展，越来越多的变电站成为无人值守站，智能化设备及远传终端的牢靠性直接反应变电站的稳定运转，而这些设备或终端都是运用的直流电源，所以直流电源体系的重要性被提上新的日程。直流电源体系的三大中心要素即：沟通输入电源、整流模块、蓄电池组。整流模块的效果是将沟通整流为直流，在技术水平上现在已经是适当成熟了，所以进步直流体系牢靠性在往后的发展方向必然要从沟通电源和蓄电池两方面进行进步。

 

在变电站内不管是交直流一体化电源，仍是本来的沟通电源、UPS电源、直流电源、48V通讯电源独立供电，无论是哪种电源方法，其中心内容便是两个：一个是380V沟通电源，一个是220V直流电源，这也就印证了上面我们所说的进步变电站电源体系牢靠性的两个方面。就针对变电站交直流一体化电源的运转现状，本文提出了一种直流应急电源设备：以锂电池组为中心，配置相应的充电设备、UPS、DC/DC、监控设备等功用模块，完成快速组合以到达应急供电的意图。

为了便利直观的对产品计划进行了解，给出如下直流应急电源设备架构图（图1）：

 直流应急电源设备架构图 图（1）

经过上图不难看出锂电池组作为本设备架构的中心部件，经过与充电设备、UPS、DC/DC模组的不同组合能够完成不同的功用。

1. 针对沟通电源不稳定的问题，本设备能够经过如下两种方法进行处理：

运用锂电池组+UPS的模式

1. 选用固定式设备在变电站内的方法：

在沟通反常时，把锂电池存储的能量逆变成三相沟通电源一方面持续给直流屏供电，另一方面将逆变出的三相电源当做备用沟通电源，经过直流屏内的接触器或ATS设备完成两路沟通的备投切换。本计划适用于变电站内只有一台站用变或别的一台站用变不稳定的情况下。充分使用锂电池体积小，能量密度高的优势，根据变电站内负荷巨细，可专门定制容量较高的锂电池组设备与站内备用。此种计划基本处理了站内沟通电源停电引起的危险，给运维部分供给满足的检修时刻。

1. 选用移动抢修的方法：

当某变电站呈现沟通反常时，可经过应急抢修的方法敏捷将此设备运至现场，因为模组之间都是选用快速防反接接头设计，简略接线即可运用，而且体积较小不占当地，极大的进步了电源抢修功率，节约了现场重新连线的复杂步骤。

二、针对变电站内直流充电设备毛病，蓄电池组容量不足或蓄电池断路时，我们能够选用如下两种配置计划进行紧迫供电：

1、锂电池组+充电设备

经过这两个模组的组合接入沟通电源，将直流输出并联至现场直流母线，就能够快速代替本来的直流体系，直接为直流负荷供电，安全便捷，不受电池容量影响，能长时刻为体系供电。

2、锂电池组

因为锂电池重量轻、能量密度高、体积小的优势，能够敏捷将一组同容量的锂电池组运至现场并联至直流母线进行供电，锂电池组根据容量巨细可选用模组并联的方法进行灵敏组合，运用快速接头节约设备电池连线的作业量，缺陷是供电时刻受电池容量影响，需及时排查体系问题并处理。

三、针对其他电源抢修：

变电站内一体化电源除了包含沟通电源、直流电源外还包含UPS/逆变电源和DC/DC48V通讯电源。当UPS/逆变电源或DC/DC通讯电源呈现毛病或不断电改造时，依然能够运用本设备进行灵敏组装应急运用。

当UPS电源柜毛病或需求改造时，可直接将UPS电源模组运至现场，经过简略的接线，将原UPS电源柜改为旁路供电即可和本设备并联运用，移除原UPS后负载能够不断电作业，假如怕沟通电源不稳定，也可将锂电池组衔接至UPS植入输入端，使得现场抢修或改造愈加安全牢靠。

当DC/DC48V通讯电源毛病或需求改造时，可直接将DC/DC电源模组运至现场，经过简略的接线，将DC/DC电源模组并联至原48V直流母线，移除原DC/DC后负载能够不断电作业。当48V通讯电源为沟通输入时，可选用DC/DC模组+锂电池组或UPS+DC/DC模组两种方法，均可完成不断电检修改造作业。

1. 设备的可扩展性：

在以上功用的基础上，还可根据实际情况进行改善扩展。例如添加光伏太阳能板给锂电池组充电，在平常闲置的情况下，将锂电池组与光伏太能板衔接，然后到达节约电能损耗，充分使用绿色能源，维护环境的效果。当本设备以抢修改造为意图时，也可添加光伏并网逆变器，使用太阳能给锂电池组充电的时分完成并网发电，既节约了用电本钱，又添加了并网发电收益，同时也充分使用了锂电池组循环寿数高的优势，进步了锂电池组的运用价值。别的，本设备可根据容量巨细进行不同调配，小型化的容量体系也可应用于我们的日常日子中。比如家庭鱼塘、户外活动、广场运动、家居智能体系等范畴。

结束语

综上所述，基于变电站内交直流电源体系所存在的安全隐患，本着防患于未然，救急如救火的原则，本文提出的直流电源应急设备从交直流电源的底子动身，结合各种现场经验，提出了中心+配套的理论架构，为电网安全尽一份力。本设备的组合内容愈加灵敏，可根据不同需求进行不同调配，处理了一个设备只能满意一种功用的局限性，增强了设备的实用性、灵敏性、便捷性。