不停电电源系统的计算及应用探析

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摘要:不停电电源系统在变电站中应用广泛，其规模配置要根据变电站计算机监控系统、继保装置、通信设备、逆变电源设备、智能辅助系统的实际规模配置，在实际设计中设备数量种类繁多，数量庞大;且在电力物联网对变电站设备有新的要求下，需要考虑当下变电站物联网新技术、新设备、新规模的发展及应用情况。以变电站的实际设计应用为例，分析电力网联网对相关设备的要求、负荷的统计及不停电电源系统的设计。图2幅，表2个。

关键词:电力网联网;不停电电源系统;负荷统计;计算;应用;技术;变电站

0引言

西藏林芝波密县110kV通麦变是西藏林芝“三区三州”电网工程之一，意在解决当地线路老旧、线径小、单电源辐射，用电可靠性差，线树矛盾突出，35kV变电站布点不足等问题。国家电网有限公司印发的2020年重点工作任务通知(国家电网办〔2020〕74号文)中明确指出，要将全力推进电力物联网高质量发展作为本年度国家电网的重点工作之一。常规的不停电电源系统容量已不满足电力物联网通信电源的要求，通过西藏林芝波密县110kV通麦变不停电电源系统设计方案论述及探讨，分析了常规110kV变电站不停电电源系统设计的不足后，提出了一种适用于泛物联网的不停电电源系统配置方案，可供相关类似工程参考设计。

1常规110kV变电站不停电电源系统设计

根据西藏电网110～500kV变电站分册(2015年版)通用设计XZ—110—A3—2设计方案，变电站本站配置1套交流不停电电源系统，为变电站内计算机监控系统、保护装置及通信设备、电能计费系统、火灾监视系统(显示器和通讯设备)等重要二次设备提供不停电电源。交流不停电电源系统不配单独的蓄电池，直流电源由站内220V直流系统取1路电源提供，经1台逆变器逆变后输出AC220V电源，该逆变器采用单母线方式(见图1)。不停电电源系统交流馈线16A，20回;20A，10回;32A，4回;馈线采用辐射状供电方式。不停电电源系统负荷统计如下所示(见表1)。常规变电站不停电电源系统根据计算负荷，可按照标准公式［1］:S=KkScKfKd式中，S为不停电电源系统计算容量;Sc为计算容量;Kk为可靠系数，取1.25;Kf为功率校正系数，取0.8;Kd为降容系数，海拔2500m，取0.86。根据计算容量S=6.8kVA，选择容量为7.5kVA。

2本工程不停电电源系统设计

2.1泛在电力物联网。根据国家电网指导文件的要求，国家电网提出的“三型两网”战略中的第二张网即泛在电力物联网分为:感知层、网络层、平台层和应用层(见图2)。其感知层通过各种感知传感器(视频监控、红外检测、气体成分检测、湿度检测、水侵检测)、智能检测设备(智能机器人、巡检无人机)等智能采集设备收集数据;网络层通过ZigBee/5G/电力内部网等通信技术与感知传感器进行数据交互，将数据传输至平台层;平台层通过一体化国网云平台利用大数据、云计算和边缘计算等技术对数据进行管理、分析、挖掘和共享;应用层是泛在电力物联网在变电站中的应用，如初步实现故障诊断、智能运维、安防监控、设备管理等。

2.2泛在电力物联网应用下不停电电源设备新增功能应用。电力网联网下，无人值守变电站的在线监测系统、火灾报警系统在原有功能的基础上加入了智能检测、网络物联等功能，又加入了智能巡检系统等系统。泛在电力网联网火灾报警消防系统主要使用物联网式探测器、灭火器替换传统离线式探测器、灭火器，并通过站内的物联网终端将相关数据上传至电力物联网智能监管平台，实现数据实时的采样。利用开发的电力物联网智能火灾报警监控管理平台对数据分析计算，智能的判断火灾等级区域等，并作出相应的报警灭火等智能联动指令［2］。泛在电力物联网的变电站设备在线监测系统利用采用物联网局部放电超声波检测、红外检测、水侵检测、六氟化硫气体检测、泄漏电流检测及环境环境温湿度、雨量、气压、风向监测等，传感器定时自动收集检测数据并上传至智能监控平台，分析数据并发出自动报警信号［3］。在巡检维护上主要应用智能机器人或者电网无人机巡检，将采集信息上传电力物联网智能监管平台，节约人工，提高工作效率［4］。

2.3电力物联网应用下不停电电源系统负荷统计及计算。在电力物联网的应用前期下，UPS电源容量既要满足变电站内计算机监控系统、电能计费系统、智能辅助系统、火灾监视系统原有负荷需求，还要满足各系统扩展功能负荷需求。由于泛电力网联网发展高速，应用越来越广，本站设计时按照满足现有容量需求的情况下，对容量的远景发展作了适当规划(见表2)。电力物联网下变电站不停电电源系统根据计算负荷，可按照标准公式:S=KkScKfKd式中，S为不停电电源系统计算容量;Sc为计算容量;Kk为可靠系数，取1.25;Kf为功率校正系数，取0.8;Kd为降容系数，海拔2500m，取0.86。根据计算容量S=9.2kVA，选择容量为10kVA。

3结语

不停电电源系统是电力物联网设备运行的基础，随着技术不断的革新，产业集成度越来越高，加上跨行业的技术更多地应用于电力物联网，相关新设备也在不停的优化、完善，其功耗不断优化降低;因此仍需要相关设计经验的积累和检验，以优化相关设计。

参考文献:

［1］DL/T1074—2019，电力用直流和交流一体化不间断电源［S］．

［2］郑宝强，张健，曹飞，等．基于泛在电力物联网的无人值守变电站消防策略研究［J］．南方能源建设，2020，7(4):75_80．

［3］刘喜梅，马俊杰．泛在电力物联网在电力设备状态监测中的应用［J］．电力系统保护与控制，2020，48(14):69_75．

［4］禹海斌，唐伟，杜治兴，等．基于无人机变电站电力系统巡视飞控系统的设计［J］．电子设计工程，2019，27(19):49_52，58．

作者:李东 单位:中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司