UPS在高压开关柜操作电源中的应用 电力配电知识 .docxVIP

PAGE PAGE 1 UPS在高压开关柜操作电源中的应用 - 电力配电学问 在小型用户变电所以及开闭所中，由于开关柜的数量较少，线路结构简洁，多为单回路进线，通常没有所用电或外电源，这给断路器的操作电源的选取带来了否定的困难。目前，小型变电所的断路器操作电源主要有以下几种方式：TV供电方式、DC供电方式、UPS供电方式。　　典型的用户方案见图1，单回进线二条出线。高压用户的电费计量方式通常是高供高计，考虑到计量的独立性，要配置一台单独的高压计量柜，这样就需要四台高压柜。较为经济的方法是接受三台高压开关柜，将计量功能加到进线柜中。本文以三台10kV高压开关柜来争辩，结论适用于35kV高压开关柜，同时由于电磁操作机构很少使用，本文涉及到的操作机构指弹簧操作机构。1、TV供电方式　　TV为电压互感器，用来进行电压信号变换的电力设备。TV供电方式主要是利用TV向操作回路供应电源。一种方法是直接利用TV供应100V操作电源；另一种方式是由TV经过中间变压器供应220V操作电源。　　由于TV的二次侧额定电压通常为100V，在选用断路器操作机构及其它元件时应将其工作电压定为100（110）V。考虑到断路器操作机构的分合闸及电机储能和爱护设备的功率5，TV实行V形接线时，每只TV二次绕组容量应不小于500VA，实行Y形接线每只TV二次绕组容量应不小于300VA。　　在企业用户中，进线柜通常还担当电能计量的功能。而依据电能计量的要求，计量用TA或TV必需用独立的二次线圈，不能加装其它设备。TV供电方式，虽然断路器在分合闸时通常没有负荷，但电机储能可达数十秒钟，同时用来指示断路器分合闸状态的指示灯，以及爱护元件的工作都会形成压降，致使电能计量误差，这是供电部门所不允许的。假如计量和操作回路分别使用一组TV，很难安装在一台高压开关柜中，势必要增加一台单独的高压计量柜而增加工程造价。对于这种状况，可以对TV接受二次侧双绕组的方式。一组精度为0.2级的绕组用于计量，另一组大容量绕组用于供应操作电源，见图2。 　　图2中假如操作回路有整流器件，将在BK中产生谐波并耦合到计量回路中，对计量精度产生影响。操作回路电压的变化都有可能对计量产生影响。　　在高压电源正常的状况下，TV供电可以满足断路器的分合闸要求。当电压互感器、变压器发生近区故障时，特殊是高压母线或出线处发生两相或三相短路时，电压互感器安装处的残压格外低，二次电压快速下降到低于断路器的分闸线圈的最低动作电压（额定工作电压的70%）。此时，若采有微机爱护，爱护设备将不能正常工作；若接受DL或GL系列电流继电器构成的爱护，即使电流继电器动作，但由于操作电源电压过低，断路器将拒分，从而扩大事故范围，上一级爱护动作，扩大停电范围。实践中，我们除了利用爱护的出口跳断路器，同时把断路器的过流脱扣线圈串入电流回路。在发生故障时，直接利用断路器操作机构上的过流脱扣器跳断路器。　　使用过流脱扣器构成爱护，也有潜在的担忧全因素。故障时一旦GL电流断电器或ZJ5型中间继电器的接点协作不好，以及接点卡涩消灭常开接点不能准时闭合，TA二次绕组还会消灭开路的状况。由于此时流经TA一次侧的故障电流很大，会在二次侧产生很高的电压，会破坏TA的绝缘，烧毁二次回路，引起上一级爱护动作扩大故障范围。2、DC供电方式　　DC供电方式，是接受蓄电池通过直流电源屏向操作回路供应电源。在电力系统中变电所基本都是DC供电方式。系统正常运行时，由整流电路或高频开关电源供应直流操作电源；沟通失电时，由蓄电池经稳压回路供应直流操作电源。在变电所中使用直流电源供电，完全可以避开TV供电时可能消灭的上述问题。　　直流电源，牢靠性好造价高，通常一套50Ah直流电源屏价格近十万元。开闭所由于结构紧凑，放置直流电源屏也很困难。目前，市场上有一种小型直流电源设备，即直流电源箱和壁挂直流电源。直流电源箱和壁挂直流电源与标准的直流电源屏一样，通常都是由高频开关电源和微机监控装置组成，可以对蓄电池、直流电压、电流、绝缘进行监控，甚至具有“四遥”功能。直流电源箱和壁挂直流电源的容量一般在10～36Ah之间，完全可以满足16台以内断路器的操作要求。这种小型直流电源体积较小，可挂在墙上或在墙角安装，适合装在小型变电所的高压配电房内，价格一般为同类直流电源屏的1/3～1/2。　　以图1的方案考虑，一只10Ah的壁挂式直流电源就足可以够用了。在很多的项目中已开头接受此种操作电源供电方式，都取得了很好的效益。3、UPS供电方式　　UPS也就是不间断电源，当沟通输入电源（市电）发生特别或断电时，它还能连续向负载供电，使负载供电不受影响。UPS供电方式是正常状况下低压系统沟通电通过UPS向操作回路供电；当系统发生故障时，UPS通过