开闭所所用电源设计方案的探讨

邓 玲 ，桂 实

1.宜昌电力勘测设计院变电室，湖北宜昌 443003

2.三峡水力发电厂运行部，湖北宜昌 443000

0 引言

随着城镇规模扩大，为之提供电力的中低压配网也在同步发展，无论其数量还是运行的要求，都在发生显著变化，尤其是在城市配网建设中，配网自动化的要求逐渐由经济发达地区扩大范围，越来越多的地区正在进行或者准备进行配网自动化的建设。

所谓配网自动化就是指是运用计算机技术、自动控制技术、电子技术、通信技术及新的高性能的配电设备等技术手段，对配电网进行离线与在线的智能化监控管理，使配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运行状态，提高供电可靠性和供电质量；有效缩短事故处理时间，减少停电范围；提高配电系统运行的经济性，降低运行维护费用，提高企业经济效益；提高整个配电系统的管理水平和工作效率，改善为用户服务的水平。

在这种前提下，笔者所在电网，目前正在进行开闭所监控系统改造试点，通过在开闭所增设监控系统及远动通信设备，实现在远方调度端对开闭所进行遥信、遥测、遥控，并将在后期，逐步实现开闭所遥视。

1 开闭所内二次负荷分析

目前开闭所建设分为设置监控系统和不设监控系统两种，要求实现配网自动化地区的开闭所内是需要设置监控系统以及远动通信设备。其工作电源交直流均可。对于DTU，个别厂家可自带不停电电源。

开闭所内一般包括如下二次负荷：

断路器操作电源——断路器操作电源一般采用直流220V，也可采用交流220V。

分散安装的保护测控装置电源——一般交直流均可，针对配网设备直流工作电压一般为24V，也可选择直流220V。当采用交流电源输入时，由于遥信插件工作电源必须为直流，因此，实际上每个单装置内部均配有交直流转换插件。

DTU——即开闭所终端设备，集合多台分散的保护测控装置、远动通信装置的功能于一体，装置一般要求其能同时接纳交、直流供电方式。正常情况下，由两路交流电源互为备用供电方式，且一旦两路交流电源均中断，装置可在无扰动情况下自动切换到直流供电方式；当交流电源恢复供电时，装置可自动切回交流供电方式。

3 几种所用电源供给方式及分析

笔者总结了一下，目前有以下几种电源供给方式：

1）通过两回进线电压互感器为开闭所提供二次操作、保护测控、照明电源等电源。电压互感器采用2台单相电压互感器，组成Vv接线，二次设0.5级和3级，0.5级绕组二次电压100V用于保护、测量、计量，3级绕组二次电压220V，容量一般2kVA～3kVA。两回进线电源可各带一部分负荷同时运行，也可一主一备运行，但都需要通过交流切换箱自动切换，一主一备运行时切换回路原理图参考如下：

图1 交流切换电源箱原理

该方式是我地区前几年新建开闭所的主要电源供电方式，优点是简单易行，节省投资，但缺点也显而易见：

（1）并不是所有开关柜厂家都能采用交流电源作为断路器机构分合闸电源,主要是外资或者国内大厂才能提供，使用有局限；而对于ABB等公司采用交流操作电源的断路器而言，其合闸电流很大，可达到200A，在断路器合闸时，这种由线路 TYD提供的电源系统容量不能满足断路器合闸条件下的压降要求，因此，开关柜厂家一般需要另外配置带蓄电池的专用UPS电源供给机构合闸用；

（2）在采用单母分段，两回进线的开闭所中，通常两回进线一主一备运行，设置备用电源自投装置，当运行线路因故障被切除，在满足备用电源自投条件前提下，通过备自投装置，将备用电源进线自动投入。

但在这种二次电源供电方式下，当工作进线因故障切除，备自投装置也会立即失去工作电源而使备投功能形同虚设，发挥不了作用。

2）在第一个方案基础上，从所外单独引一回AC380/AC220V电源，作为备用电源。

这一方式避免了第一种供电方式的弊端，能满足所内操作以及各二次装置要求，但需要增设电源切换箱，切换箱接线原理见下图：

交流电源切换箱接线原理图

由图可知，由站外引接电源投资增加且所外必须存在该电源才可行。

3）采用带蓄电池的高频开关电源系统为全所二次设备及断路器分合闸供电，蓄电池容量按照保护测控装置2h、监控及远动通信设备8h事故放电时间考虑。

该供电方式最为可靠，但增加投资，且蓄电池在运行过程中，需要运行维护，增加配网管理负担。笔者所在城区电网目前有21座开闭所，随着可以预见的开闭所数量较快增长速度，势必造成配网运行人员负担过重，因此相关运行部门普遍反对增设大容量蓄电池的供电方式。

4）在现有开闭所进行监控系统改造的工程中，我们则采取了在开闭所现有电源系统基础上，仅为新增的监控系统及远动通信设备增设带蓄电池的电源模块的方式，新增电源模块容量按照8h事故放电时间考虑，蓄电池容量较小。

改造完成后，所内实际存在两套电源系统，优点是分层级解决所内各设备电源，供电可靠；有效降低了蓄电池容量，减低造价，可与开闭所监控设备共同组柜，减少了占用空间，便于更换。缺点是开闭所电源不统一。

4 结论

开闭所的所用电源目前并没有统一模式，地区发展及要求也差异较大，具体工程的建设中，一方面着眼于满足现阶段要求，在合适的条件下，可适当考虑今后的发展，为配网自动化改造预留一定的设备间及设备接口，包括电源的设置。

[1]《国家电网公司输变电工程典型设计——10kV配电工程分册》，2006.

[2]《贵州电网110千伏及以下变电工程标准设计》第三卷.10千伏开闭所及台变标准设计.