变电站通信电源应急备用蓄电池装置的应用研究

变电站通信电源应急备用蓄电池装置的应用研究

作者：吕新荃 张延童 刘磊 徐彬泰 来源：《山东工业技术》2017年第22期

摘 要：在变电站通信业务中，最重要的业务是继电保护业务，该业务的中断会引起电力线路开关误操作，引发停电事故。因此，继电保护业务的中断必须严格按照计划进行，严禁非计划中断情况的发生。在变电站通信机房中，保护接口装置正常运行是保障继保业务正常的重要节点。

关键词：变电站；通信电源；应急备用；蓄电池 DOI：10.160/j.cnki.37-1222/t.2017.22.165 1 隐患分析

我省500kV变电站通信机房中通常安装两套通信电源，分别为通信设备提供-48V直流主备用电。每套电源配置1-2组24*2V蓄电池，一旦交流输入出现故障，可作为后备电源供电。在运维过程中，每年需对每组蓄电池进行3-8小时的放电试验，并对老化、损坏的蓄电池组进行更换。 2 原理及应用

针对上述隐患，我们设计了一种应急备用蓄电池装置为小负载单电源设备提供备用电能。该装置只需为保护接口装置等单电源设备供电，与通信电源监控模块连接，自动调整输出电压，具有较强的抗冲击能力，能瞬间调整为由另一套通信电源承担双电源设备全部负载。 2.1 设计原理

应急备用蓄电池装置采用“48V20Ah磷酸铁锂电池+电源单元+监控系统”主体设计，配置便携箱和 “夹合式端子”形成整机，并配有一台可同时为4台后备装置做均浮充管理功能的充电装置。充电装置对后备电池装置进行日常性能检测、维护，确保应急使用时保持满电能状态。如图1所示：

后备电池充放电控制装置采用模块化设计，各部分功能如下：

（1）电池电源采用48V20Ah磷酸铁锂电池，通过输出口既可以带载又可以为其充电，当连接在通信电源的电池端子为应急电源。

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（2）电源单元支持外接220V市电为其充电，也支持外接48V通信电源为其充电；两种形式都支持浮充、均充；支持级联功能，支持5台并机，形成更大Ah的容量，设有级联接口，级联口同时也是第2路输出口；通过限流限压方式瞬时负载转移。

（3）监控系统与蓄电池组和电源转换模块相连，用于监控蓄电池组的电压、电流以及电源转换模块的运行状态。

（4）充电装置具有多个接口，可同时连接多个直流输入端子。一台充电装置可同时为4台后备供电装置做均浮充。充电装置对后备供电装置可以进行日常性能检测、维护，确保应急使用时保持满电能状态。

通常一台小负载设备为1-2A电流，一座变电站安装有6-10套小负载设备装置。一套由1-5个48V20Ah蓄电池并联的应急供电控制装置可提供2-5小时的电能供应，足以满足现场人员进行应急处理。 2.2 智能控制系统

应急备用蓄电池装置采用智能控制系统，对电源系统进行监控。具体方法如下： （1）连接电力通信电源监控系统，获取电力通信电源的整流模块和蓄电池组数量及容量，将其传输给告警数据库；

（2）存储并调用电源整流模块、蓄电池组配置信息、告警阀值设置信息和到站时间； （3）根据电力通信电源的整流模块和蓄电池组数量及容量和到站时间，计算电力通信电源的相关容量，将其与配置数据库的告警阀值设置信息相对比，判断是否存在隐患，发出相应的告警信息；要求必须满足下列两个条件： R×N1≥S+A×D×N2 （1）

其中R为单个整流模块容量，N1为单台电源整流模块数量，S为通信站总负载容量，D为单组蓄电池容量，N2为同一电气连接下的蓄电池组数量，A为设定参数； ∑（D×N）≥S×T （2）

其中D为单组蓄电池容量，N2为同一电气连接下的蓄电池组数量，S为通信站总负载容量，T为抢修人员携带抢修工器具上站时间；

（4）电力通信电源的历史监控数据及告警记录通过接口模块反馈给电力通信电源监控系统。

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容量隐患的判断条件的计算过程简单，节约时间，同时对电源系统容量隐患的实时分析、判断，同时减少了人员工作量。 3 应用测试

当检修期间，通信电源交流输入发生故障时，具有较强的抗冲击能力，能瞬间调整为由另一套通信电源承担双电源设备全部负载，且后备蓄电池装置能满足为单电源小负载设备供电，供电时间大于将检修的蓄电池组重新接上电源系统的操作时间或对交流输入做紧急抢修的时间。 4 结束语

应急备用蓄电池装置针对单蓄电池通信电源，在蓄电池充放电及更换期间，小负载设备无后备电源保障的问题进行研究、设计。该装置采用体积小容量大的磷酸铁锂电池，方便搬运，并联使用可提供2-5小时应急供电；具有较强的抗冲击能力，快速进行电源切换；智能监控系统，实时显示电源使用情况，方便做判断。该装置的使用，可减少通信电源运维过程中的风险，减少高昂的运维成本，为变电站重要电力通信设备提供安全保障，保障电网的通信畅通，运行稳定。 参考文献：

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