摘要：某35KV高压配电室的直流屏，在2007年开始投入运行，到如今已经过去了十多年，随着电力技术持续不断地发展前行，电力需求持续不断地增多加大，以及产品老化，电气产品各种各样的性能出现下降，可靠性和操作性变得落后，长久以来一直困扰着使用部门。该高压系统原本有的直流系统已经无法满足现有的电力发展要求，急需采取科学并且经济的措施对其实施改造。为保障高低压电气设备能安全运作，借由设计选型的方式，进行结合高低压配电系统的特性，并且考量未来长远的发展情况，在今年去对原先的直流屏系统予以更换改造，借助设计选型选定了PZG8型高压直流屏，改造之后的直流屏各个性能都能符合电力系统运行的要求，与此同时极大地提升了电气设备运行的可靠性以及安全性。

关键词：PZG8；直流屏；电力系统

0引言

对于变配电设备而言，直流屏作用相当关键，它堪称变电站的动力心脏，直流屏主要应用于各类发电厂、变电站以及配电所，它充当着高低压配电装置分合闸、控制回路、信号回路的供电电源，同时也是二次回路中仪表仪器、继电保护、控制、应急灯光照明等各类低压设备的用电电源，它还能够用于电气化铁路、石化、冶金、矿山等一切需要直流110V或220V系统电源的场合，很大程度上它影响着配电所能否安全运行，它还是事故发生后的一种应急电源 。在电力系统运行期间，对于直流系统而言，供电质量、供电可靠性、供电安全性以及供电稳定性这些方面，都被赋予了较高的要求。

电力技术发展了，通信技术发展了，计算机技术也发展了，为适应变电站无人值守或少人值守的需要，微机型保护装置被广泛应用于变电站，安全自动装置也被广泛应用于变电站，这就对站用直流电源提出了更高的要求。传统的直流控制系统在精准性方面不能满足电网的发展趋势以及二次设备的应用要求了，在可靠性方面不能满足电网的发展趋势以及二次设备的应用要求了，在稳定性方面不能满足电网的发展趋势以及二次设备的应用要求了，在纹波系数方面不能满足电网的发展趋势以及二次设备的应用要求了，在效率方面不能满足电网的发展趋势以及二次设备的应用要求了，所以变电站直流系统的改造将是不可避免的趋势，也是电力系统持续发展的需要。虽然但变电站直流系统的改造困难程度大，风险系数高，所以得依据变电站实际状况，全面性、系统性、科学性地给出相关改造技术举措，从而确保改造进程里电力系统的安全运作，防止相关事故或者缺失的出现 。

1概述

为继电保护设备、自动装置、监控系统、远动系统等电气设备之正常运行以及遥控操作提供直流电源保证的是直流屏，直流系统的电源于正常情形下通常是经交流整流而得，可为变电站内的断路器供给合闸直流电源，在发生设备停电故障、用电中断之时，直流系统的电源会全部由蓄电池组提供，为继电保护及自动装置、断路器合闸和跳闸高压电动机拖动给予直流电源，直流屏主要由以下三部分构成：

蓄电池部分，其具备的功能，主要是当交流电源出现断电情况时，能够在那个时刻及时地供应二次电路所需要的直流供电 。

(2)充电模块部分：它具备的功能含有主要的两个方面，一方面是交流整流，也就是把交流电源转变为具有稳定性的直流电源；另一方面是稳压稳流，也就是在合适的时候给蓄电池进行充电，以此来保证蓄电池始终处于能够供电的状态 。

该部分为直流屏的控制核心，它主要负责监控交流及电池状态这诸多物理量，还控制充电模块部分智能地给电池充电，监控器性能优劣常常决定直流屏性能好坏，是决定直流屏总体价格的最为重要因素。

2直流屏系统改造

2.1系统结构

本套直流系统的柜体选用的是PZG8直流屏，其高度是2360mm，宽度为800mm，深度达600mm，额定电压是220V，蓄电池运用的是现场原来就有的18只12V/100Ah的电池。该系统配备了4个220V/10A的艾默生充电模块且是N+1热备份形式，另外还配备了一个同样款式的高频开关电源充电模块当作备件以便随时进行更换。这儿的系统配备着两套艾默生监控系统装备情况是一主一备，它能够以直观的方式将直流系统设备在运算过程里的运行状态以及相关数据进行清晰显示，这些数据含有蓄电池的电压、电流，还有控制母线的电压、电流等方面的数据以及告警信号。这个系统具备电池巡检功能，通过对此功能的运用能够在设备处于运转状态时检测单体蓄电池电压等数据 。

2.2监控系统

2.2.1功能概况

本次进行改造的监控系统，采用的是艾默生7英寸的EMU10MA大屏幕液晶显示触摸屏，它主要负责采集监测直流电源设备的运行状态，还有电压、电流数据，以及系统运行参数等数据，其屏幕运用中文菜单，操作起来简便，显示清晰，人机界面十分友好，方便用户去使用，该监控系统具备向上位机传送这款直流成套电源设备的所有运行数据和信息量的功能，能够真正达成无人值守，此监控系统拥有充电、长期运行、交流电源中断的标准控制程序，能够适应直流系统的各种运行方式 。

2.2.2通信接口

有RS－232/RS-485通信接口配备在监控系统里，实现规约换转，能给变电站提供产品的多种监察信号，达成与库区清华紫光系统的通讯对接。微机监控单元退离系统后，系统运行不受影响。

设备会给出各类故障信号无源接点输出，有系统发生故障时的情况，有交流出现故障时的情况，有绝缘产生故障时的情况，有控母出现过/欠压故障时的情况，还有充电模块出现故障时的情况。无源故障接点全都被引到端子排上 。

2.3高频开关电源充电模块

2.3.1功能概况

每套系统的充电模块，选用的是艾默生ER22010/T高频开关电源模块，数量为4只。该模块采用的散热方式是智能风冷，功率密度较高，占用空间较少。其采用的是2U×4U标准设计，内置了逆止二极管，组屏较为简便。直流输出采用的是无级限流，借助监控系统，可在10%~110%额定电流范围内任意设置限流点。充电模块为长期工作制，当当中一台充电模块出现故障或者停电检修时，另一模块应当能够独立工作，并且模块间相互通用。

2.3.2内部工作原理

充电模块是由三相无源PFC这一功率部分组成的，同时它也是由DC/DC这一功率部分构成的。在这两个功率部分以外，存在着辅助电源，并且还有输入检测及保护电路，另外还有输出检测及保护电路。

前级三相无源PFC电路，是由输入EMI构成的，还由三相无源PFC构成，它能够用来达成交流输入的整流滤波，而且可以实现输入电流的校正，以此去满足相关的输入电流谐波标准，以及EMC标准。

前级的PFC输出直流电压，由后级的DC/DC变换器通过DSP产生的PWM波进行控制，经过高频变压器输出后，再经过整流滤波输出直流电压，以此把前级整流电压转变为电力操作电源所需的稳定直流电压。

辅助电源处于三相无源PFC之后，在DC/DC变换器之前，它借助三相无源PFC的直流输出，来生成控制电路所需的各路电源。输入检测电路达成输入过欠压、缺相等检测功能。DC/DC的检测保护电路含有输出电压电流的检测，散热器温度的检测等，所有这些信号被用于DC/DC的控制和保护。

3总结

35KV变电所高压系统直流屏技术改造项目，在8月中旬的时候，顺利完成了所有施工安装工作，前期经过现场测绘、设计选型，还结合高低压配电系统特点 ，所采用的PZG8直流屏，能够满足现有的高压直流系统正常运行所需功能 。此次直流屏技术改造，准备工作充分且又全面 ，消除了安全隐患 ，改造效果明显 。改造后的直流屏，各项性能均满足电力系统运行要求 ，同时大大提升了电气设备运行的可靠性和安全性 。