張靜波，師萍

（甘肅蘭州石化公司電儀事業(yè)部/儀表廠，甘肅 蘭州 730060）

1 引言

隨著石化企業(yè)信息化、自動化腳步的加快和程度的加深，為安全環(huán)保的生產(chǎn)提供可靠、高質(zhì)量的電源就顯得至關(guān)重要。我國電網(wǎng)建設(shè)與電源點建設(shè)不協(xié)調(diào)使得電網(wǎng)所承載的壓力越來越大，某些區(qū)域甚至超負荷運載來滿足市場的供需平衡關(guān)系，這種超負荷運行為安全環(huán)保的生產(chǎn)埋下了安全隱患，提供安全不間斷的直流電源就顯得十分必要。我公司30kV變電所使用的是艾默生公司生產(chǎn)的PowerMaster電力操作電源系統(tǒng)。

2 PowerMaster電力操作電源系統(tǒng)原理和關(guān)鍵部件

2.1 原理

如果把電力操作電源系統(tǒng)看作是一個整體的項目，由交流配電部分、整流部分、直流饋電部分、監(jiān)控部分組成。其中交流配電部分主要由交流配電單元組成就相當于P（計劃）部分；整流部分由充電模塊和隔離二極管組成就相當于D（執(zhí)行）部分；直流饋電部分由降壓硅鏈、絕緣監(jiān)測、合閘分路和控制分路組成就相當于C（檢查）部分，監(jiān)控部分由監(jiān)控模塊和配電監(jiān)控組成就相當于A（改善）。這構(gòu)成了一個完整的PDCA循環(huán)。原理如圖1所示。

圖1 電力操作電源系統(tǒng)原理框圖

系統(tǒng)交流輸入電源正常時，兩路輸入經(jīng)交流切換控制回路選擇其中之一輸入，并通過交流配電單元向各個充電模塊供電。充電模塊將三相交流電轉(zhuǎn)換為220V或110V的直流，經(jīng)隔離二極管過濾后并聯(lián)輸出，一路給電池充電，一路通過合閘分路和控制分路給負載提供正常的直流電源。交流輸入停電或異常時，充電模塊停止工作，由電池通過合閘分路和控制分路給負載供電。交流輸入電源恢復(fù)正常以后，充電模塊自動恢復(fù)對電池充電，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)能量流動圖

監(jiān)控部分采用集散方式對系統(tǒng)進行監(jiān)測和控制，充電柜、饋電柜的運行參數(shù)、充電模塊運行參數(shù)分別由配電監(jiān)控電路和充電模塊內(nèi)部的監(jiān)控電路采集處理，然后通過串行通訊口把處理后的信息上報給監(jiān)控模塊，由監(jiān)控模塊統(tǒng)一處理后，顯示在人機界面上。

2.2 關(guān)鍵部件

監(jiān)控模塊可分為兩部分，分別是對內(nèi)部充電模塊的監(jiān)控和對外部電池組的監(jiān)控。監(jiān)控模塊收集下級監(jiān)控部件的信息，將這些信息進行分析和運算后進行顯示、報警或者向控制回路出控制命令。

3 PowerMaster電力操作電源系統(tǒng)的應(yīng)用

繼電保護的正常工作能有力地提高電力系統(tǒng)運行的安全可靠，所以直流電源為繼電保護完成其五種必須具備的基本性能提供了不可或缺的支持:①安全性:繼電保護裝置應(yīng)在不該動作時堅決不動作，不應(yīng)發(fā)生誤動作現(xiàn)象。②可靠性:繼電保護裝置應(yīng)在該動作時及時動作，不應(yīng)發(fā)生拒動作現(xiàn)象。③快速性:繼電保護裝置應(yīng)能以整定的最短時限將故障部分或異常工況從系統(tǒng)中切除或消除。④選擇性:繼電保護裝置應(yīng)在影響最小的區(qū)間內(nèi)按照整定將故障部分從系統(tǒng)中切除，以保證最大范圍內(nèi)的無故障部分繼續(xù)供電。⑤靈敏性:表示繼電保護裝置反映故障的能力。

將6kV及以上電壓等級中的備自投裝置更換為無擾動控制裝置，可實現(xiàn)饋線一低、饋線一高、饋線二低、饋線二高、母聯(lián)多開關(guān)間的快速切換；將400V電壓等級中的備自投更換為無擾動穩(wěn)定控制裝置，可實現(xiàn)多開關(guān)間的同期切換。無擾動穩(wěn)定控制裝置具有能在很短時間內(nèi)實現(xiàn)切換的能力，確保了母線電壓不下降（或母線不失壓，殘壓頻率下降1Hz以下，角度在30°以內(nèi)，幅值在90%以上），低電壓保護不啟動，交流接觸器不脫扣，同時也防止了事故切換過程中兩電源并列合環(huán)，達到了工藝流程正常、連續(xù)、平穩(wěn)運行，實現(xiàn)系統(tǒng)無擾動供電，這就需要有一個穩(wěn)定不間斷、高質(zhì)量的直流電源。

總之，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行作為石化企業(yè)安全生產(chǎn)的要素之一因為其獨特性，顯得尤為重要，而直流電源作為電力系統(tǒng)中非常重要的一種二次設(shè)備，其主要功能是給繼電保護、開關(guān)分合及控制，無擾動控制裝置提供可靠的不間斷直流操作電源。為企業(yè)PDCA閉環(huán)管理實現(xiàn)安全生產(chǎn)，設(shè)備安全運行提供了強有力的支持。

［1］吳昌，孫樹莉.電力系統(tǒng)分析［M］.北京：水利電力出版社，1988.

［2］周世和.淺談高壓系統(tǒng)中備自投的設(shè)定［J］.電世界，2004（3）：27，28.

［3］賀家李.宋從矩電力系統(tǒng)繼電保護原理［M］.北京：中國電力出版社，1994.

［4］PowerMaster智能高頻開關(guān)電力操作電源系統(tǒng)用戶手冊［Z］.艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司.