占利鋒，范燕春

（杭州中恒電氣股份有限公司，浙江 杭州 310053）

變電站直流電源遠程監(jiān)控及維護系統(tǒng)設計探究

占利鋒，范燕春

（杭州中恒電氣股份有限公司，浙江 杭州 310053）

近年來，隨著人們生活水平的提高，使得對電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性、可靠性的要求也越來越高，在一些變電站中有人值守點監(jiān)控已經滿足不了社會的發(fā)展需求了。因此，電力系統(tǒng)變電站也正在向著數字化、智能化的方向發(fā)展。通過對直流電源運行和維護的分析，在此基礎上提出了一種基于電力局域網的直流電源遠程監(jiān)控和維護系統(tǒng)，同時，給出了遠程監(jiān)控系統(tǒng)的拓撲架構，進而對整個變電站直流電源遠程監(jiān)控及維護系統(tǒng)進行了規(guī)劃。

變電站；直流電源遠程監(jiān)控；維護系統(tǒng)；高頻開關電源

1 變電站直流電源運行維護現(xiàn)狀

目前，我國大部分變電站直流系統(tǒng)已經采用了高頻開關電源充電模塊和閥控蓄電池，該模塊具有體積小、質量輕、精確度高、配置靈活等特點。蓄電池又有密封性好、無污染、過放電性能好、維護量小等特點。直流電源系統(tǒng)可以在調度端實現(xiàn)對直流系統(tǒng)的三遙，但調度中心卻只能獲取到很少一部分信息，無法直觀地反映直流系統(tǒng)的運行情況，使工作人員不能及時了解到現(xiàn)場直流設備和蓄電池組的工作狀態(tài)。

2 系統(tǒng)的拓撲架構

直流電源遠程監(jiān)控和維護系統(tǒng)被詳細的分成了3層，即管理應用層、網絡通信層和數據采集層。變電站端的本地監(jiān)控裝置將數據采集層的設備連接在一起，將所采集到的各種相關的數據傳輸到網絡通信層，由網絡通信層對數據進行處理以后便傳輸到管理應用層。如此一來，要想對直流系統(tǒng)的信息進行瀏覽，便可在網上完成。而遠程監(jiān)控終端可以給各個分級管理終端提供相應的管理口令，各分級管理終端便可以根據自己的權限對變電站的信息參數進行更改。

3 系統(tǒng)功能

變電站直流電源遠程監(jiān)控及維護系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能：①對各變電站直流系統(tǒng)的所有運行參數進行了遠程采集，用圖表、曲線等多種形式顯示出來；②可以遠程進行蓄電池組的測試以及放電實驗，不僅實現(xiàn)了遠程放電，還保證了母線供電的穩(wěn)定性；③實現(xiàn)了蓄電池組在運行中內部電壓的均衡，有效保證了蓄電池組中的每一個單體電池都能夠保持在最佳的運行狀態(tài)，延長了蓄電池組的使用壽命，進一步提高了直流電源系統(tǒng)運行的可靠性。

4 維護系統(tǒng)的設計

4.1 本地監(jiān)控裝置

大部分變電站的變電站端都有安裝本地監(jiān)控裝置，其是以RS232/RS485通訊方式連接原直流電源主監(jiān)控裝置。在對蓄電池組的電壓、電流進行控制時，通過電池均衡采集子系統(tǒng)完成，通過電池智能放電子系統(tǒng)的相關功能來完成母線狀態(tài)的切換、蓄電池放電等多種保護措施，保證了放電過程的安全性；能夠采集到各饋線支路開關的位置和脫扣狀況，可以采集到系統(tǒng)中直流電源的數據，進而對充電機的狀態(tài)轉換參數進行了修改。

4.2 電池均衡采集子系統(tǒng)

一個電源模塊和多個均衡采集模塊共同組成了電池均衡采集系統(tǒng)，其系統(tǒng)的安裝結構采用了下放式結構，其與本地監(jiān)控裝置進行通訊時是通過傳感器網絡來完成的。電源模塊將蓄電池組的電壓和電流采集到后，為其他的均衡模塊提供了需要的充電電源；均衡采集模塊在測量內阻時采用分段式放點法進行，當單體電池的電壓與電池平均電壓差比整定值變大時，要立即啟動均衡模塊，從而實現(xiàn)電池的高放低充，讓電池的電壓達到均衡水平以延長電池的使用壽命，提高直流電源系統(tǒng)的運行安全性。在接線方式方面，用可以插拔的端子接線方式，方便接線和維護操作，保險絲用帶有自恢復性的，能夠更好地預防短路和燒毀模塊的現(xiàn)象發(fā)生，將系統(tǒng)的安全風險降到最低。

4.3 電池智能放電子系統(tǒng)

電池組維護中，很重要的內容就是蓄電池組核對性放電試驗。一般對于新安裝的蓄電池組都要進行一次全面的核對性放電試驗，之后每3年進行1次，在運行6年以后，需要每年進行1次。而直流電源遠程監(jiān)控以及維護系統(tǒng)中一個重要的組成部分就是電池智能放電子系統(tǒng)，其主要負責蓄電池的核對性放電試驗。

4．3．1 雙母線分段直流系統(tǒng)

此系統(tǒng)中有2套直流設備，在進行放電試驗時，需要將實驗中的一套直流設備退出運行，由另外一套直流設備帶兩段直流母線進行運行；對實驗的蓄電池組進行全核對性放電，通過對遠程或就地操作相應的開關來完成蓄電池的核對性放電試驗。

4．3．2 單組蓄電池直流系統(tǒng)

當系統(tǒng)中只有一組蓄電池時，既不能退出運行，也不能進行全核對性放電試驗，只能用恒流對額定容量進行控制。

4.4 饋線開關量采集子系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要對母線以及各個饋線開關的位置和脫扣狀態(tài)信息進行采集。此系統(tǒng)與本地監(jiān)控裝置進行通訊時，是通過RS485總線來完成的。每一個開關量采集模塊可以同時對多路開關量進行監(jiān)測。每路開關量都是通過光電進行隔離的，具有極強的抗干擾性能。

4.5 數據中心服務器

數據中心服務器一般安裝在通訊機房，其主要負責與各個變電站的本地監(jiān)控裝置通信，然后對所接收到的數據進行處理和分析，并將分析出來的結果再分發(fā)到各個發(fā)電站的遠程終端上。

對各個子站終端所發(fā)過來的報警數據以及需要存儲的數據進行存儲，按照實際情況在各子站之間建立直流電源裝置臺賬，可以對每一個子站裝置的設置進行查詢或更改。

4.6 遠程監(jiān)控終端

各遠程監(jiān)控終端可以通過局域網對每一個變電站直流系統(tǒng)的信息進行瀏覽，根據需要對每一個變電站的直流系統(tǒng)的模擬圖進行設置，還可以將母線的電壓、電流等一些信息直觀顯示在模擬圖上；可以根據子站的訪問權限對任何一個變電站直流系統(tǒng)的信息和參數進行設置和修改，對遠程更改現(xiàn)場采集模塊的相關設置進行查看；具備完善的報警功能，能夠根據報警的信息對報警的性質作出自動分級，從而保證報警信息不遺漏。

5 結束語

綜上所述，從實際運行情況看，變電站直流電源遠程監(jiān)控及維護系統(tǒng)從真正意義上實現(xiàn)了變電站直流電源設備的遠程監(jiān)控和維護，能夠在掌握直流系統(tǒng)運行情況的基礎上，節(jié)省大量的人力、物力和財力，有效提高了直流電源以及電力系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性，大大提高了系統(tǒng)的實用性。

［1］盧艷龍.變電站直流遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應用［J］.科技創(chuàng)新與應用，2013（24）.

［2］何小霞，詹勤輝，代尚林，等.變電站直流系統(tǒng)自動遠程維護技術［J］.電測與儀表，2012，49（09）.

〔編輯：張思楠〕

TM764.2

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10.15913/j.cnki.kjycx.2017.24.129

2095-6835（2017）24-0129-02