供电技术范文

导语：如何才能写好一篇供电技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：数字化；供电技术

中图分类号：TM925 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2010）029(C)-0081-02

一、数字化供电系统的数据集成

数据集成的首要指导原则是：尽管数据可能在不同的地方、以不同的语义、格式存储，访问方法各异，但是，对于数据使用者而言，数据好像驻留在一个单一的数据源里一样。因此，数据集成技术实质上将信息需求者屏蔽于所有这些复杂性之外，使用者的应用程序可以通过诸如SQL或XML的标准语言，或标准网络服务来对数据进行使用。

对于数字化供电系统而言，首先，需要将来自不同层面、不同系统的、具有不同结构的数据整合在一起，并实现数据统一表达、统一管理、统一访问途径，最终实现各业务管理间有序的信息交换与共享，保障各管理条线的业务协同。将这些来源不同、结构不同、标准不同的数据按照统一的格式和标准进行规范，要求企业构建一个统一的企业级公共数据模型，从而将原本分散在不同应用中的信息按照该模型组织为一个整体。

其次，数字化供电系统采用集中统一存贮的数据整合模式来实现数据集成。这种模式可以有效地保证对共享数据的访问效率，从而有效地保证基于共享数据的业务应用的执行效率和实现方便性，并使得共享信息易于管理。对于整合后的信息，对外提供多种数据访问服务手段，使整合后的信息资源能方便地提供给各类业务系统使用。

二、应用集成技术

应用集成技术的核心是通过各种软硬件技术将已有的和新建的业务系统集成起来，共同完成企业的各种业务活动，并能够灵活快速地适应企业的发展和市场的变化。对于重要客户供电风险预控管理而言，需要将电网GIS系统、400主动服务系统、短消息系统内私有的业务功能按照标准的规约进行封装与部署，形成企业层面可复用、可管理、可信任的资源。如电网GIS系统提供的自动成图服务、拓扑计算服务等。数字化供电系统应用集成技术应用主要包括：基于SOA的应用集成架构、服务构建技术及专业图形控件技术。

1、基于SOA的应用集成架构

数字化供电系统采用SOA架构的松耦合方式，构造出为企业层面服务资源平台，使原来各个业务系统私有的应用功能成为可由其他业务信息系统自由调用的服务。在保证服务可以独立运行的同时又可与其他应用系统进行协同作业，实现了系统的应用集成和功能重用，促进了多个业务信息系统的应用水平提升。服务使用了开放、中立的标准来定义接口规范（包括格式和传输协议），与其所使用的硬件平台、操作系统和编程语言无关，所有服务调用方及服务提供方之间均可用统一和标准的方式进行通信，能够很好地解决传统模式下异构系统间接口困难的问题。通过基于SOA架构的服务，数字化供电系统在体系结构上的优势表现为：

（1）在企业层面拥有一个功能完备的可复用、可信任、可管理的服务集合

（2）不需要大量数据维护与管理工作

（3）提高了跨业务域的应用系统共享全局信息的能力

（4）可以方便地整合不同类型的电网数据用于自身的分析与决策

2、服务构建技术

由于数字化供电系统采用SOA这种服务架构体系，需要对服务根据自身业务“按需（ONDE―mand）”分析、拆迁、改造为不同粗细等级的服务，如粗颗粒度服务、细颗粒度服务、基础、高级。细颗粒度服务，既可被粗颗粒度服务调用，也可被高级调用；基础，既可被高级调用，也可被粗粒度服务调用；同时基础和细颗粒度服务之间也可相互调用。粗粒度服务及服务组合，简化相关应用的调用过程，调用效率大大提高。服务设计时，服务之间复用性与复杂性关系也做了有效平衡。

数字化供电系统根据自身业务的需求，需要在公共信息模型的基础上开展“按需（ONDE.mand）”构建方面的研究。其基本内容是以“按需模式”来抽取完备电网结构模型的信息子集，构造出不同的专业电网模型，如专题图电网数据模型、主配网一体化双向拓扑分析等，以满足不同专业的功能业务应用需求。根据具体的应用需要，通过专业需求规则进行电网结构模型数据的自动抽取，从而生成特定电网结构模型提供给特定应用系统应用。这样不仅可以大大提高专业信息系统的开发效率，保证了特定应用系统数据的准确性，同时也保证了不同应用系统的电网模型信息共享。

3、专业图形控件技术

应用控件是指基于微软公司Activex技术的可重用的软件组件。可用这些组件增加网页、桌面应用程序和软件开发工具的交互性以及更多的功能，例如图形显示效果或弹出式选单等。应用控件可用不同程序设计语言编写，包括Java、c++和Visual Basic等。应用控件一旦被开发出来，设计和开发人员就可以把它当作预装配组件，用于开发客户程序。以此种方式使用Activex应用控件，使用者无须知道这些控件是如何开发的，在很多情况下，甚至不需要自己编程，就可以完成网页或应用程序的设计。

重要客户供电风险预控管理对电网资源的展现形式给出了明确的方案：对系统中涉及的各种信息（包括：电网图形、电网拓扑、设备开关状态、实时负荷等方面的信息）通过图形方式统一展现，对重要客户供电风险分析结果的展现形式同样以图形展示为主（包括：全数字电网设备逻辑接线、电源点到客户的供电系统图、线路地理图等）。

为满足图形化展示的要求，需要开发一系列专业图形应用控件来满足要求，把电网地理信息系统的部分功能适当抽象，以控件的形式供开发者或最终用户使用，将会带来许多传统地理信息系统开发工具无法比拟的优点。应用控件小巧灵活。各应用控件都集中地实现与自己最紧密相关的系统功能，该控件提供空间数据管理能力，并且能以灵活的方式与数据库系统连接。在保证功能的前提下，系统表现得小巧灵活，能够满足用户各种应用需求。

强大的地理信息系统功能。这些应用控件采用直接调用形式，无论是管理大数据的能力还是处理速度方面均不比“电网地理信息系统”内部应用逊色。小小的应用控件完全能提供地理图形、电网图形、专题分析等空间处理能力和丰富的空间查询与统计能力。

与其他应用系统精密结合。由于这些应用控件可以直接嵌入其他电网信息化应三用系统开发工具中，对于广大开发人员来讲，就可以自由选用他们熟悉的开发工具，并与那些应用系统紧密结合。而且，其他系统的开发人员可以像管理数据库表一样熟练地管理电网图形等空间数据并调用其查询统计及分析结果，无须对开发人员进行特殊的培训，而且开发的系统能够满足实际应用的需求。

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【关键词】无线供电；磁耦合共振；实验

随着科学技术的发展，人们日常生活中有了许许多多的电子电器设备，它们都附带有电源线、充电器，而且各种充电器规格不一不能通用，这些电源线和充电器充斥了我们的生活，成了我们生活中无法抛弃的羁绊，我们有没有可能彻底甩掉这些小尾巴？答案是肯定的，我们可以应用无线供电技术。海尔已经推出了“无尾电视”概念机，不需要电源线、信号线和网线。

无线电力传输是一种区别于有线传输的特殊供电方式。无线供电技术其实在很多年前就有概念，特拉斯在发明了交流电并构建交流供电体系后开始构想无线输电方案，同时进行了实践。

目前，无线供电技术有以下三种方法：

第一，电磁耦合。最早应用的无线供电技术是1885年研制成功至今仍在广泛应用的变压器，它是典型的电磁耦合无线供电例子，其基本原理是法拉第的电磁感应理论，两组导线绕在铁制框架上，两者没有直接连接，完全靠电磁感应传递能量。在现代社会生活中，这种电磁感应式的无线供电系统已得到了较为广泛地应用，其中一个例子是电动牙刷。电动牙刷经常接触水，无法采用直接充电方式，研究者采用电磁耦合无线充电技术，在充电座和牙刷中各有一个线圈，当牙刷放在充电座上时就有磁耦合作用，类似一个变压器，感应电压整流后就可对镍镉电池充电；另一个应用更加广泛的例子是我们使用的各种智能卡片，如公交卡，第二代身份证和很多可以记录信息的卡片，他们都采用了无线供电技术，这些卡片的内部结构相似，由一小块芯片和一个线圈组成。在卡片中的电路中没有供电模块，当卡片在读卡机边晃动时，读卡机周围形成一个快速变化的磁场，卡片中的线圈产生感应电流，感应电流给内部的芯片供电，芯片对外发射信号，将自身的信息发送给读卡器，接下来读卡器就可以判断出目前卡中有多少余额，并完成扣款操作。这就是非接触IC卡的原理，实质已应用了无线供电技术。虽然电磁感应无线供电技术比较成熟，但这种供电技术会受到很多限制，其中最大的问题就是低频磁场会随着距离的增加而快速衰减，如果实际应用要增加供电距离，只能根据需要加大磁场强度，但磁场强度加大不仅增加电能的消耗，还会造成近距离的磁信号记录设备失效，例如银行卡上的磁条在强磁场下会去磁损坏。另外，电磁感应无线供电技术是直接以电磁波形式进行1cm以下的较近距离的发射和接收，电磁波向四面辐射，能量大量浪费，效率较低，通常它只适合相互“贴着”的小功率电子产品。

第二，光电耦合。光电耦合无线供电技术就是把电能转化为光能，比如激光，通过光将能量传递到目的地再转化为电能。光电耦合无线供电技术比较直观，而且光电转换技术也较成熟且应用广泛。但我们知道光的传递路径中不能有障碍物。所以光电耦合无线供电技术有很大的应用障碍。

第三，电磁共振。电磁共振其原理类似声波共振的原理，两种介质具有相同的共振频率，就可以用来传递能量，称之为非辐射性电磁共振。美国麻省理工学院的科学家正在开发一种使用非辐射性的无线能量传输方式来驱动电器，无论是手机，笔记本电脑还是数码相机，如果这项研究获得成功，它们的充电器都可以退休了。特定频率的电磁波能引起物体的振动，如果两个物体固有频率相同，就可以传递这种振动，也就是传递能，研究人员让一个天线发射电磁波，让接收器来接收，转化为能量，这是电磁共振无线供电技术的基本原理。按照这一原理所有使用电池的电器都可以换用电磁共振无线供电技术供电。将来电磁共振无线供电技术将会有很大的应用空间，比如在地下铺设线路后，我们随时可以为手机，甚至开行中的汽车充电。

根据以上分析，我们认为磁耦合共振无线供电技术是最有可能广泛应用的技术。无线供电技术（无线充电）可以让电能隔着空气、塑料外壳实现传输，大大方便了应用。

无线电能传输方案如图1。

图1 无线电能传输方案原理框图

采用磁耦合共振所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一，当发射端通电时，它并不向外界发射电磁波，而只是在周围形成一个非辐射磁场，这个磁场用了和接收端联络，激发接收端共振，从而已很小的消耗代价来传输能量。这项技术中，磁场的强度和地球的强度相似，人们不用担心对自己身体和其它设备产生不良影响。

采用芯可泰XKT801芯片，我们进行了以下无线供电实验。

无线供电模块有振荡电路、整形电路、检测电路、频率干扰抑制电路、电流自动控制、无线功率发射电路等组成。

图2 无线供电模块电路组成

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关键词：供电系统；可靠性；管理；经济效益

众所周知，电能在当今社会里已成为国民经济和人民生活必不可少的二次能源，由于它的方便、清洁、容易控制和转换等优点，使其运用范围和规模有了突飞猛进的发展。电力工业的主要产品是电能，电力生产与其它工业不一样，因为电能到目前为止前为止还不能大量储存，发、供、用电是在同一时间完成的。在这一过程中，任何一个环节发生故障都将影响电能的生产和供应。因此，搞好供电系统用户供电可靠性管理工作是保证电力安全生产及向用电单位正常供电的必要条件。

1用户供电可靠性管理的概述

城市配电系统用户供电部分，指由降压变电站起，根据用户需要将配置好的各电压等级的电能，经配电网络(线路)送至用户的系统部分。这部分的整个系统对用户连续供电能力通常称为用户供电系统可靠性，即衡量供电系统对用户持续供电能力，定义为：在统计期间内，对用户有效供电时间总小时数与统计期间日历小时数的比值。供电系统用户供电可靠性管理工作是供电企业现代化管理手段之一。随着国民经济和人民生活水平的提高，对供电可靠性要求越来越高。由于电力系统具有发供用同时性的特点，供电系统可靠性必须考虑与经济性的协调，必须对配电系统可靠性各个阶段的工作进行经济效益和社会效益评估。

2影响用户供电可靠性的原因分析

2．1线路类

线路类影响用户可靠性的原因：①线路非全相运行；②瓷瓶闪络放电；③倒杆；④断线；⑤短路；⑥接地；⑦树害；⑧柱上油开关故障；⑨跌落式熔断器故障等。

2．2设备类

设备类影响用户可靠性的原因：①配电变压器常见故障主要有铁芯局部短路或熔毁，绝缘损坏；②户内10kv少油或真空断路器故障主要有开断关合类故障；③开闭所和配电室部分主要故障设施是电缆进、出线，大都发生在电缆中间接头及电缆端头短路故障；④电压互感器故障有铁磁谐振、受潮短路、绝缘劣化局放或击穿；⑤电流互感器故障有二次开路，如引线接头松、端子坏等；⑥受潮使绝缘下降而击穿；⑦绝缘老化、腐蚀而造成电晕放电或局部放电。

2．3不可抗拒的自然灾害因素

主要指暴风雨、雪、雷电、洪水、地震的发生而造成系统故障直接影响对用户和社会供电的中断。这些因素虽不可抗拒，但可通过预测和预报，做好防范措施减少损失及影响；若一旦发生，积极抢修也可减少损失影响。

2．4系统和设备的计划性检修

这是历年不可避免的影响因素，但是通过管理工作的科学化，可以减少这方面的影响因素。如一些供电企业将每年度的单一性计划检修改为根据设备技术的具体状况和条件情况及联合配电网作业的状态性检修做了偿试，应该说这是一种由定性的传统管理方法向科学的定量管理转变的一个进步。

2．5城市电网的结构影响

由于一些电网结构满足不了安全标准，即在受端系统内发生任何严重单一故障时应能可靠、快速地切除，保持系统稳定。当突然失去任一元件(线路或变压器)时，不得使其他元件超过事故过负荷规定，从而影。向了电力负荷的转移、转供能力，使供电可靠性降低。

2．6电源的供电能力

主要指发电厂根据需要，持续、不间断地提供电力、电量的能力。这一影响因素不是某一局部单位所能解决的，需要有关部门根据负荷增长需要、资金等因素统筹考虑和安排。

3提高用户供电可靠性的途径和措施

3．1改善配电网结构方面

供电可靠率直接体现供电系统对用户的供电能力，而合理的电网结构、健康的电气设备是基础。①我们应重视线路断路器位置的选择，将线路进行合理分段。当线路出现故障或计划检修时，可缩小停电范围；②要重视配电网中设备的选型和更新。利用电网改造对中低压电网设备进行了重点改造，加大先进设备应用水平，通过先进设备的应用，减少了对设备检修次数，提高供电可靠性。

3．2在防止线路故障发生方面

我们应当加强线路设备运行管理工作，做好线路设备的运行巡视工作，建立详细巡视记录，对查出的缺陷，按轻重缓急安排逐步消除；做好线路设备防雷、防小动物措施；另外，定期做好用户用电安全检查工作，能够发现用户危及用电安全隐患，杜绝因用户设备问题造成线路跳闸，殃及其它用户供电安全。

3．3在加快事故处理方面

(1)考虑配电变压器备用问题。对于山区县级供电企业，受经济条件限制，购置大功率事故发电车可能性不大，参考兄弟单位做法，考虑配电变压器的事故备用。

(2)推行配网带电作业。在配电网检修工作中处理节点发热、更换绝缘子、设备清扫、线路”T”接搭火等工作，停电占有很大比例。通过带电作业器材，人员培训，在上述类型工作中开展带电作业，将会明显减少线路停电时间和次数。

(3)充实事故处理交通工具，组建事故急修班，购置必要的车辆和通讯设备，提高事故处理机动能力。

3．4配网检修工作中加强可靠性管理

(1)加强配电网的技术管理，对设备缺陷加强技术分析，做好设备故障诊断。同时，增加设备故障检测仪器的配置，设备检修由定期检修逐步向状态检修过渡，以减少设备停电次数和时间。

(2)重视配网停电检修计划的综合管理工作，在制定月度停电计划时，生产管理科室依据年度停电计划及各专业的预检、大修、技改等作业计划，充分利用停电机会安排好各项工作。

(3)认真贯彻“应修必修、修必修好”的原则，落实设备检修责任制，严格执行检修作业指导书工序，确保检修质量。

3．5建立完善的配网可靠性管理制度

(1)制定供电可靠性管理制度，对用户供电可靠性统计的管理机构、职责分工、评价指标、目标和指标分解作出明确的规定。

(2)执行停电审批制度。从上到下将可靠性指标层层分解，把全年可靠性指标分解到各运行班组、各班组长。按允许的停电时户数申请停电，减少停电工作的盲目性。

(3)可靠性指标月度分析预测制度。由可靠性专责人负责召开每月的可靠性月度预测分析会，对配网可靠性因素进行分类分析，普遍性的问题要引起相关部门的注意，结合本月工作安排，对本月可靠性管理制定目标。

4用户供电可靠性管理在生产中的应用

4．1用户供电可靠性的基础管理

供电企业应明确各分公司(工区)的职责分工，并层层分解指标，确定工作目标，将可靠性管理的要求落实到班组。实现全员全过程的可靠性管理。并制定详细的考核办法。建立供电可靠性控制程序。

4．1．1确定合理的可靠性目标

(1)网络结构及设备状况：作为可靠性管理的具体部门，必须建立详细的配电线路的网络结构图及设备的安全状况记录，并按管理班组落实到人，使得每个人都熟悉配电线路的网络结构和清楚设备的安全状况。

(2)历史数据：历史数据的收集、整理和分析是可靠性管理的基础。

(3)停电计划：在计划停电管理方面，对停电时间严格控制，改变历来形成的一味放宽停电时间的习惯，严格避免停电时间的宽打窄用。

(4)可靠性指标预测：通过对可靠性指标的预测，可以有效的指导我们的实际工作。

(5)计算停电时户数：例如：某供电单位有1850用户，该年度供电可靠率控制目标是99.90％，问该年度的停电时户数应限制到多少以内?

①用户平均停电时间：AITC-1=(1―供电可靠率)×统计期间时间=(1-99.90％) ×8760=8.76(h)

②停电时户数停电时户数=用户平均停电时间×总用户数=8.76×1850=16206(h/户)

(6)分解时户数(并计算可靠性指标)：把计算可靠性指标分解到公司的各个部门，各部门把各自的指标按即定的分解方法

分解到班组和个人。

(7)制定可靠性管理的考核奖惩办法：制定可靠性管理考核奖惩办法是可靠性管理的重要手段之一，是公司考核各部门

可靠性管理工作成绩的重要依据。

4.1.2建立供电可靠率分析机制

(1)宏观分析

①指标分析：

比较分析法――主要是通过当月或季度的可靠率指标与历史数据的比较。

分类分析法――主要是通过对设备的分类、技术原因的分类、责任原因的分类分析影响供电可靠率的原因。

②停电损失分析：对用户的停电会造成用户的直接损失和间接损失。

直接损失：直接停电影响而对用户造成的损失。

间接损失：间接停电影响而对用户造成的损失，包括经济、社会和组织方面的损失。

(2)微观分析

①对重要停电事件分析：对可靠率指标影响较大的停电事件进行分析，提出改进措施。

②排序分析：按线段(线路)或责任部门停电时户数、停电次数等进行排序分析，以便对影响大的线路进行诊治。

(3)加强配网和供电可靠率的基础管理

积极采用GIS(地理信息系统)等先进的管理手段，实现配网管理现代化。在GIS平台上，实现设备管理、运行管理、检修管理、档案报表管理、停电管理、配电网工程管理、网络分析优化等功能。提高供电可靠性管理及整个配电系统的管理水平。

4．2供电可靠性的检修管理

(1)加强设备检修中预安排停电的管理；

(2)进行施工和检修时，应事先制定好工作计划，优化施工方案；

(3)加强停送电管理；

(4)提高设备预试、检修质量，严格检修工艺，加强设备缺陷管理，在检修中消除电网、设备隐患，力争杜绝返工和重复建

设；

(5)建立故障报修中心，提高故障抢修人员的队伍素质，配备故障抢修所需的检修、交通、通信装备和临时供电的发电车等，加快故障抢修速度和处理故障时间；

(6)大力开展10kV配电网带电作业，用户接火、处理更带换跌落开关等简单的作业项目要使用带电作业。

4．3用户供电可靠性的运行管理

(1)加强输变电设备的可靠性和继电保护、安全稳定装置的管理，提高电网安全稳定运行水平。

(2)加强配电设备的巡视，和配变的负荷监测工作，超负荷应及时调整。

(3)开展短期和超短期负荷预测工作，并根据不同季节和时段的负荷特点，预留必须的旋转备用容量和热备用容量，各并网电厂要加强运行管理，提高发电设备的可靠性指标，减少直至杜绝拉闸限电情况发生。

(4)加强配电设施的防护工作，防止外力破坏事故发生。

(5)根据配网实际情况，在计算和试验的基础上，实现不停电倒负荷。

4．4优化网络结构和技术进步

(1)合理的配网网结构是提高用户供电可靠率的基础。

(2)配网绝缘化可以大量减少树枝碰线等外力破坏事故，同时也给配网线路检修创造了有利条件。

(3)城乡电网建设和改造时要采用免维护和少维护等先进的技术装备，延长设备检修周期。根据可靠性统计分析结果确定设备的最佳检修周期，推行状态检修。

(4)积极采用红外测温等先进的技术手段，提高配网设备的状态监测和诊断水平。

(5)在线路上装设故障寻址器，变电所内装设小接地电流选线装置，采用电缆故障寻址器等，缩短查找故障点时间。

(6)积极采用配电自动化技术，实施环网供电，缩短故障隔离时间，缩小停电范围，暂不能实施配网自动化的地区应多装设线路分段设备，尽量将每段用户数量控制在10户以内。

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一、 积极学习技术，努力提高自身业务水平

年7月，在有关部门的带领下，我随队到河南济源市防爆设备厂进行了考察和学习，掌握了新型设备的新技术、新工艺，并积极地和同行探讨与交流。随后邀请了该厂家与南京国辰电气的相关技术人员来到我矿，为供电职工进行电气设备的应用与维护培训，为我们相关技术人员现场进行技术指导，解决了不少的技术难题。我把平时工作中遇到的有关问题记录下来，向供电车间老师傅们求教，直至弄明白为止。每当厂家相关技术人员来矿解决设备大的故障时，我更积极向他们进行请教。在不断地学习和实践中，我逐步的熟悉了井下供电系统和高低压设备的应用，提高了自己的业务水平。

二、 合理供电系统设计，科学编制技术措施

在分管供电科长的指导下，我逐渐进行各采区工作面的供电系统设计。由于对工作面及其机械设备不熟悉，为合理的布置高低压电缆线路的走向，我经常跑现场，测量距离，科学整定计算，合理选择电气设备和电缆型号，不仅满足实际需要，还能节省不少人力物力。我先后为井下8171、7198、7196、7174（2）、8172、7199等采煤工作面的供电系统进行了设计。我本着“一工程一措施”的原则，除了固定每月两次的高低压电气设备检修，还有敷设或回收高压电缆、设备安装、标准化工作等工程，我都要提前编制施工安全技术措施，严谨组织、科学编制，使安全技术措施具有科学性和可操作性。经过有关部门领导的审批后，在施工前传达给每位施工人员并签字，严格措施的兑现，令措施真正地起到了防范在前、全过程监督指导的作用。另外，我还协助车间主任做好设备检修计划、材料计划，并对出现的机电事故提出安全防范技术措施。

三、安全质量标准化，工作任务显成效

为贯彻落实矿下达的质量标准化工作，针对供电班组对井下主要巷道及变电所的电缆按标准化要求进行整理吊挂的情况，提出合理化建议，并制定科学的安全施工技术措施。XX年我主要参加完成了以下几项大的工程：ⅱ(3)采区上部变电所安装及其供电线路的敷设；皮带暗斜井皮带电控系统安装；东三及ⅱ(3)采区变频绞车电控、信号系统的安装；井下8171、7198、7196等采煤工作面的供电系统安装；-750掘进面大型综掘机供电系统安装；-750行车间供电安装及掘进队供电系统改造；主井变电所更换变压器等。通过参加这些大型工程，我一边指导技术上的工作一边再进一步学习，积累为以后更好的做好供电工作奠定了基础。

四、做好本职工作，提高职工技能水平

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（1.中国科学院光电研究院，北京100094；2.中国科学院研究生院，北京100190）

摘要：供电系统是系留气球的重要组成部分，其正常运行是保证系留气球安全可靠的关键，一些特殊载荷需要不间断供电，即当主供电出现问题时，需要无缝切换到备用电源以实现系统和载荷正常运行。常用主备电切换方式动作缓慢，耗时较长，并且电路复杂可靠性低，结合系留气球供电系统的特点，提出一种简单易实现的不间断供电方式，即在电磁继电器基础上，在备用电源支路上再连接一组开关管并配合小容量电容，当系统检测到电压异常后，开关管在几微秒内快速切换到备用电源，电磁继电器在开关管接通一段时间后也会切换到备份电池，此时备份电池通过两条通路供电给母线，不仅球载电子设备可以稳定工作，而且可靠性大大增加。经过仿真和相关实验，证明这种供电结构实现了不间断供电，并且具有较高的可靠性。

关键词 ：系留气球；不间断供电；切换方式；开关管

中图分类号：TN06?34；TM774 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）17?0144?05

0 引言

系留气球是一种依靠气囊内的浮升气体获得浮力，并用缆索系在地面设施上的浮空器，可以在空定范围内实现定高度、长时间驻留[1]。系留气球作为一种可长时间连续滞空的载体，非常适合搭载各类任务设备，具有广泛的用途，可用于气象探测、环境监测、广播通信、地形测绘、低空预警、边海防的空中监测以及反恐监视等方面。随着任务需求的增多，各种电子设备不断加入到系统中，为了保证气球系统能够长期稳定的工作，需要连续不间断地为各种球载电子设备提供电力。空中平台的电源一旦发生故障，平台上的设备没有了动力，不仅无法完成预定的任务，甚至对系留气球降落都带来影响。供电的可靠性，供电的质量以及供电的安全性都是电源设计中必须认真考虑的问题。

供电系统在主备份电源切换方式上采用直接切换，即在主供电出现问题时继电器跳转到备份电源继续供电，这种方式虽然简单易行，但是切换时间比较长，很容易造成敏感电子设备掉电造成的复位等行为。基于以上考虑，对系留气球的不间断供电技术进行研究很有必要。

本文创新之处在于对比现有的主备电切换方式，提出的不间断供电结构可靠性高，切换动作时间非常短暂，所用电路均为模拟电路，简单易行，可实现主备电之间的“ 零断电”，对于系留气球供电系统有一般的适应性。

1 电源切换方式原理及分析

在交流电源停电后，依赖蓄电池储能，经逆变器转换或蓄电池组直接向负载持续供电的电源系统称为不间断供电电源系统[2]。为提高对球上任务载荷供电的可靠性，供电系统常常设计成一主一备双电源供电，备用电源在主电源出现故障时自动启用，实现对负载的不间断供电[3]。

供电系统有两种典型的常用主接线方式：

（1）正常情况下一路进线对母线供电，另一路进线作备用电源，依靠两路进线开关实现自动切换，此种方式称为明备用，如图1（a）所示，主供电正常切换开关状态为闭合，备用电源开关断开，主供电出现故障备用电源切换开关闭合进行供电。

（2）两路工作电源同时供电互为备用，依靠母分开关实现备用电源自动投入使用，此种方式称为暗备用，如图1（b）所示，主供电和备用电源切换开关状态同时为闭合，母分开关断开，此时为主电源供电，当主供电出现故障时，母分开关闭合切换到备用电源供电。

1.1 常用主备电源切换方式

要想实现不间断供电，电源切换是主要问题，对于比较简单的备用电源切换装置，目前通常设计成工作电源开关辅助接点直接起动备用电源，现有技术中应用比较广泛的切换方式根据器件不同大致分为继电器切换和二极管切换，切换方案如图2所示。

继电器切换方式是通过继电器的静触点与第一动触点、第二动触点的切换来实现主/备电源之间的供电切换，且必须在负载端连接有一大容量的电容，如图2（a）所示，主/备份电源之间可实现平稳切换，备份电源的储能作用也能够得到充分发挥，但是存在以下缺点：

（1）负载电压波动大，当备份电源电压较低时，主/备份电源之间的切换将引起掉电等现象；

（2）在接通供电系统的瞬间，电容进行快速充电，很容易损坏电容前面的电路，大容量的电容将容易导致电路存在安全隐患，若不使用大容量的电容进行储能，将导致主/备份电源不能平稳切换。

二极管切换方式采用二极管来实现主/备份电源之间的供电切换，通过二极管的导通和截止来控制备用电源的接入，如图2（b）所示，主/备份电源之间可实现平稳切换，也不需要大容量的电容进行辅助切换，但是存在以下缺点：

（1）当二极管上流过较大的电流时，会在二极管的PN 结上产生较大的压降，不能充分发挥备份电源的储能作用；

（2）在二极管上将产生大量的功耗，必须配合散热器进行散热才能确保电路工作的可靠性，同时由于过高的温升将会引起二极管周围的元器件性能下降，且也不利于产品的小型化；

（3）当备份电源的电量不足时仍然为负载供电，没有过放保护功能，将降低电池的使用寿命。

系统主接线切换方式有明备用和暗备用，其中暗备用应用案例之一是神舟飞船供电结构。神舟飞船供电系统整体上采用的是暗备用切换方式，在供电结构上采用两边对称同时供电的方式，如此的结构设计可以实现系统供电的连续性。

神舟飞船电源系统是我国迄今为止最复杂的空间电源系统[4]，它由主电源、应急电源、返回电源等多种电源组成，存在多种并网供电工作模式，其任务是在待发段、发射段、自主运行段、返回段和着陆段为整船或返回舱提供所需的电能[5?6]。飞船上设置主要负载母线和次要负载母线，当出现供电不足时可以断开部分次要负载。另外，飞船上还安置有可靠的应急蓄电池，主电源一旦出现故障立即启用备份电源确保一段时间的飞行。当负载过大时，主电源供电不足导致母线电压显著下降，应急电源能自动接入母线。

飞船电源分系统的工作状态复杂、功率要求大、可靠性要求高，而且电源并网时需要解决的技术难题很大。基于以上考虑，飞船电源分系统的供电结构并不适合应用到系留气球上，但是相关的思路仍然值得借鉴。

1.2 系留气球电源切换原理

通过对现有的供电方式分析发现，供电结构体系正在朝着更安全、可靠的方向发展，系留气球供电系统也不例外。特别是随着精密电子仪器载荷的增加，供电结构中“不断电”几乎已经是一个必不可少的要求。

系留气球供配电是由地面供电设备将市电变频升压后，通过系缆传送到球上，经过降压并变换后输出直流稳定电压，供给球载平台设备及任务载荷使用[7]。球上还载有应急电源，目的是当主电源电路发生故障时可以跳转到应急电源继续给负载供电。

目前主电源和应急电源之间切换方式采用继电器切换，对于这种直接切换方式来说，虽然在一定程度上提高了直流电源设备运行的可靠性，但切换过程中会造成负载供电的短时中断，影响设备的安全可靠运行，尤其是对于一些比较敏感的电子设备来说，突然的失电会触发其保护措施，继而启动复位等行为，可能会导致进行中的任务失效。

如何实现不间断供电并且还要保证电源的可靠性是本文的主要难点，对比传统的系留气球供电结构，下面将给出一种新型的切换电路。电源切换主要考虑到两种切换方式，第一种为二极管切换，第二种为开关管切换，进行对比后选出最适合的切换方式。

1.2.1 二极管切换电路

二极管切换电路如图3所示，除了正常的继电器外，备用电源回路中加入DC/DC 变换器，其输出为24 V，主电源和备用电源工作时输出电压为28 V。当主电源正常工作时，二极管B点电位为28 V，A点电位为24 V，二极管D1截止，DC/DC变换器没有带载工作，备用电源的损耗可忽略；当主电池耗尽或故障时，二极管B点电位低于A点电位，D1导通，B点电位为24 V，确保用电设备瞬间不掉电（此种工况适用于用电设备能够宽范围工作情况下）。经过一段时间后，继电器切换到备用电源后，供电母线电压≥28 V，二极管D1截止，DC/DC变换器不带载工作，完成不间断切换。

进行相关实验后发现，使用DC/DC 变换器供电存在模块间开关频率不匹配的问题，该方式适用于用电设备能够宽范围工作条件下。

1.2.2 开关管切换电路

为了解决上述提到的问题，采取另一种切换方式，即使用开关配合小容量电容，在电磁继电器切换的间隙为球载设备供电，如图4所示。

目前的双电源自动切换装置大部分由具有机械闭锁的两个接触器构成，都有触点开关，开关时间长而且有火花产生。优秀的双路开关切换延迟时间是0.1~60 s。而一些敏感的设备如可编程序控制器在断电的一个周期即20 ms后就会自动重新启动，所有逻辑都将自动复位，因此切换开关组件的选择对缩短切换时间、保持负载电压稳定具有重要意义。在不改变原先电磁继电器主/备份通路的基础上，采用IGBT或MOS开关器件，作为备用电源的另一通路上的开关，在主母线掉电后迅速接通备用电源。IGBT或MOS开关器件具有无触点、快速、无火花接痕等特点，其开通、关断时间仅为几十微秒[8]，在计算机容许断电的时间内，能够实现无缝切换。电路系统中如果输入信号在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动（起伏），故在切换支路中加入滞回比较电路，此比较器采用LM339迟滞比较器，迟滞比较器又可以理解为加正反馈的单限比较器，输出线路带有电压保护模块，加入其目的是为了保护开关管和电子负载设备免受电压突然冲击造成毁坏，主电路切换原理如下：

（1）主电源正常时，供电母线28 V正常供电，此时开关管处于断开状态；

（2）主电源出现故障，供电母线掉电或电压降低，此时开关管通过电压采集模块检测到主母线掉电或电压降低状态，开关管在几微秒内打开，迅速将备用电源连接到主母线上；

（3）电磁继电器在开关管打开一段时间后切换到备用电源，此时备用电源通过两条通路给供电母线供电，即使开关管损坏断开也不影响正常供电；

（4）开关管电压采集采用分压形式，电路全部是模拟电路，可靠性高。

信号采集模块实时监测供电电压状况，一旦检测到主电源故障立刻切换到备用电源。备用电源采用的是锂电池组，电池长时间频繁切换会导致温度升高，而温度是电池内部化学反应的催化剂，温度高使电池反应加剧。因此需要对电源是否失压进行预测，以防止切换系统频繁动作致使锂电池损坏。

球上控制模块工作范围在18~36 V，也就是当供电电压低于18 V 时系统不能正常工作，这个值即为飞控设备所需最低电压值，主电源供电电压为28 V，本文中拟采用主电源正常工作电压与飞控设备所需最低电压的算术平均值作为判定有失压趋势的临界电压值。通过进一步判断主电压工作状况，经过一定的延时，排除外界因素或负载扰动引起的电压波动。

2 电源不间断切换仿真实验及结果

2.1 电源不间断切换仿真

通过对比上述两种切换方式，原理上开关管切换电路能够较好地实现不间断供电。为了进一步分析其可行性，需进行仿真验证，仿真模型的搭建采用Simulink模块，Matlab 的Simulink 工具是用于各种动态系统建模、分析和仿真的图形交互环境[9]，Simulink仿真具有便利性和真实性，各仿真单元基本可与实物电路对照，此模块具有适应面广，结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际，效率高，灵活等优点，目前Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计中[10]。搭建的模型图和仿真波形图如图5和图6所示。

主电源采用脉冲模拟电源正常和掉电的情况，主电源电压设置为28 V，外加直流电源为5 V，通过比较器判断电压是否断电，根据比较器输出结果控制开关的一端输入，另一端备用电源输入采用25 V直流电压（主要在波形图中观察时比较方便对比原电压大小的变化），控制信号控制备用25 V 电源的投入，在示波器中观察电压的变化，从图6可以看出，电压由28 V 降到0时瞬间接入备用电源，切换时间非常短暂（约为100 μs）且后续电压稳定。

2.2 实验及结果

完成切换电路的仿真模型后认为此种切换电路可实现不间断供电的任务，所以根据切换原理进行实验，所得负载示波器图像如图7所示。

实验对开关管两端电压和负载两端电压进行采集实验，实验波形一为主供电线路中未加入电容，通道1为开关管电压采集检测波形，通道2为负载电压波形，根据主/备电切换原理，在主电源掉电瞬间开关管接通备用电源，由备用电源继续为负载供电，由图中可以看出，切换间隙为50 μs，时间非常短暂，但切换波形动作之间的波动比较大，出现这样的结果是电压有一定反应时间，不能立即为后续供电造成，经过分析认为在主供电线路母线加入小容量的电容即可减少这种现象，实验波形二为主供电线路中配合小容量电容，由图中可以看出断电间隔基本消失，此时可以实现真正意义上的不间断供电。

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关键词：低压配电 变压器 保护技术 应用 熔断器

随着科技的发展，各种电路设备已广泛覆盖在城镇乡村的各个角落，保证电路安全势在必行，因此低压变压器的安全使用日渐引起人们的重视。低压变压器保护设备的运行一方面会影响人们日常用电安全性，另一方面对于供电企业的发展在一定程度上也有一定的影响，因此，一定要做好乡镇低压配电变压器的保护工作，为乡镇供电企业及用户提供更加有效、安全的的电能源。本文主要从乡镇供电所低压配电变压器运行及相关保护方面出发，主要从以下几个方面实施保护。

1、选择合适的变压器高、低压侧熔断器

一般来说乡镇占地面积较大，所以乡镇供电所的管辖范围相对较为广阔，配电变压器的运用也较为普遍，但相对于城镇的配电变压器的管理相比，乡镇地区由于地区偏远，技术力量相对较为落后，管理层面存在各种问题，同时由于乡镇对其保护、管理认识不足，所以往往在很大程度上缩短变压器等设备的使用寿命，更甚者会引发重大的安全事故。因此这就要求相关技术人员在日常工作中一定要加强对乡镇变压器的技术管理，选择合适的高、低压侧熔断器，进而减少上诉不良事件的发生，具体如何进行，文章主要通过下面开两个方面展开叙述：

1.1 高压侧跃落式熔断器的应用

乡镇配电变压器一般采用的是负荷为10 ～315 kVA的小容量 ，因容量较小故使用风险相对较小，因此安装的继电保护的设备也较为简单、简陋，因此一般情况下，对短路的保护多只用的是熔断器。针对目前境况，因为高压侧跌落式熔断器具有维护方便、易于操作、结构简单、价格便宜、用于高压配电分支线的保护等多处优势而受到广大乡镇供电企业的喜爱，应用也较为广泛。高压跌落式熔断器作为配电变压器保护时，一旦配电变压器出现绕组、短路等情况时，因为高热原因，变压器里的熔丝就会自发断开，同时熔丝管也会自动跌开，立即切除电源开关，从根源山给予切断，从而有效保护变压器，减轻用电损害。

1.2 着重保护配电变压器低压侧

一般电路故障出现在低压测的概率较大，像是发生短路、烧组情况，所以我们应着重在配电变压器低压侧采取相应的保护措施。一般在变压器使用过程中，我们应该结合配电变压器低压总熔断器熔丝的额定电流选择适合配电变压器低压侧额定电流值，避免低压侧额定电流值过大或过小情况的发生，因为额定电流过大发生短路、烧组现象；但额定电流过小会影响电路的正常运行。因此在选择熔断器时，需结合实际，经过科学的、精密的计算。一般情况下，低压总熔断器熔丝的额定电流不应超过低压侧额定电流的30% 。因此应当做到，当低压侧供电分支线出现短路或者是过载的情况，先熔断的是分支线熔断器熔丝；低压侧出线端附近发生短路时，低压侧总熔断丝能自行熔断。如果配电变压器内部或者是高压引线出现短路，则高压熔断器熔丝最自行熔断。总之侧重低压侧保护，力求将损失将至最低点，创造最大化利益，是我们所追求的、所期待的。

2、乡镇低压配电变压器防雷保护技术

相比较而言，我国地域较为广阔，山地、丘陵等高地地区多见，因地势海拔较高等原因，故此类地区亦属于多雷区域，同时因条件受限，乡镇配电变压器大多直接处于室外，因此此类乡镇因防雷措施不当常常导致变压器受损，进而出现较多电路故障，安全事件。据相关调查研究显示，雷击是导致乡镇供电所配电变压器损坏的主要因素之一。因此，我们应该在变压器防雷方面进行相关探讨，采取相应保护措施。具体保护措施如下：

2.1 使用高压侧避雷器防雷技术

因为乡镇供电所低压配电变压器大多是处于10 kV 的线路中，根据其线路要求，我们在高压侧选用的一般是阀型的避雷器。一般情况下，常需要把高压侧避雷器安装在高压熔断器熔丝下面0.7 m 的位置，究其原因这样安装一方面能使相关工作人员处于安全范围内进行检修、抢修；另一方面能够缩短其接地下线的长度，减少日常安装及维护方面的麻烦，使其更加便利，在供电的安全性、可靠性方面得以保障。同时我们应该避免“避雷器距离低压变压器距x越远，就越安全”这一重大误区。因为在安装避雷器时，避雷器与配电变压器之间必须有适当的间隔距离，只有这样避雷器与配变变压器高压侧之间才会产生一定的电压差。但必须保证这种电压差在工作人员承受范围内，不会使其造成身体上的损害。避雷器与变压器两者之间的距离越大，配电变压器所承受的冲击电压就越高。因此，我们在安装相关避雷器时，应使二者的距离尽可能的靠近，但这并不意味着，要使二者紧紧并联在一起，因为过而不及，因此最佳的控制距离控制在0.8～2.5 m 之间，因为在此距离内，引上线的电感不仅能在一定程度上增加，与此同时变压器的抗雷能力能大大提高，进而在一定程度上减少避雷器及变压器的损害，提升其安全保障，减少经济损失。

2.2 变压器两侧各装一组避雷器

我们知道对于低压配电变压器来说，高压冲击波的产生与其处于高压或是低压侧无明显关系，高低压侧都有可能发生不良事件，但一般我们在变压器高压侧安装避雷器的同时，也会选择在低压侧再安装一组避雷器，因为这能有效的防止电压反变换波的产生。一般情况下如果变压器高压侧受雷击后，较大的接地电流会在高、低压共同的装置上产生较高的电压。而这一电压会在低压绕组的中性点上产生流过低压绕组的电流，而与此同时高压组上按照配电变压器变压感应出很高的电动势。这种电压波就被称之为电压反变换波。而产生的电压就会反变化过电压。通过在变压器低压侧安装避雷器，就会出现在低压绕组上过电压受限的情况。这样就抑制了反变换过电压，从而在一定程度上保护高压侧。

综上所述，通过有效的安装应用防雷装置、防雷设备，能有效减少不良事件的发生，但因地域地势的差异较大，故在安装防雷设备是采用应因地制宜原则。

3、充分认知保护技术

在实施乡镇供电所低压配电变压器保护时，必须要对其保护系统的各项指标有充分的认知了解，知道什么情况下，其是正常运作中，在什么情况下，监管保护系统出现了故障，需要我们进行紧急抢修，这就要对相关工作人员进行定期培训、考核，使其对变压器保护技术能信手拈来。

4、结束语

综上所述，乡镇供电所低压配电变压器保护技术总体不够成熟，且低压配电变压器的保护措施多样，这就要求各地区熟练掌握各项保护技术，采取保护措施，应因地制宜，选择适合本区域的保护技术，同时努力研究出更切合实际、更利于实施的保护技术措施。进而提高乡镇供电所的供电安全性及有效性，促进供电企业的经济发展。

参考文献：

[1]罗大文.乡镇供电所低压配电变压器保护技术[J].企业科技与发展，2010，14（10）：67-70.

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【关键词】变电站DC-DC装置直流供电电力通信

一、前言

随着电力的需求，变电站的数量不断增加，加重了通信人员对通信电源的维护工作。变电站直流供电系统利用高频开关整流器与高频变换器，将交流电转换成直流电，保证直流供电的可靠性[1]。从技术层面上看，通信系统的供电方式可借鉴变电站直流系统装置，为通信设备供电。本文用某公司的实例分析通过DC-DC装置为通信系统供电的可行性，同时也对其中存在的问题进行探讨，以引起相关专业人员的重视。

二、变电站直流装置供电技术的实例应用

2.1实例概况

某公司在改造树屏变电站的过程中，将2个隔离型高频开关DC-DC变换器，装入通信屏体内，分别从变电站直流系统和交流系统取220V电流以供电源，再经过变换装置流入直流分配单元，提供两条电流以供通信设备使用，这两条电流分别为3路-48V/32A和3路-48V/16A。同时，将传输接入的设备、DC-DC变换装置、各组配线单元组合起来，装到屏体中，以整合机房空间。

2.2DC-DC系统装置的运作原理

通信电力直流系统要求正极接地，而变电站直流系统却要求正负极悬空设置，为保证这点要求，在装置中加入隔离型DC-DC变换器，隔离了变换器的输出和输入，实现变电站直流装置为通信电力系统供电的可能性。该公司在变电站的改造中，采用直流、交流同时供电，当中断交流输入时，直流系统供电。

2.3DC-DC装置系统的参数要求

为保证通信的质量，通信电力装置系统要求电话的衡重杂音不能高于2mV，从该公司的技术参数表中（详见表1），可以看出DC-DC装置系统满足这点要求。

2.4直流装置供电系统的优化

直流操作系统电源包括复式整流电源和蓄电池式电源。该公司的变电站就是应用直流操作系统电源为继电装置、设备控制、自动装置、通讯设备等提供必要的电源，同时在断路器发生故障时提供应急电源。在应用的同时，该公司还优化了直流装置供电系统。

2.4.1充电装置优化

工频变压器、滤波装置、晶闸管构成了变电站直流操作系统电源当中的充电机器[2]。当充电模式故障时，必须停机修理，维修的时间比较长，影响蓄电池的继续充电，变电站的操作电源没有得到及时保障。改进直流操作系统的整流装置，用IGBT高频开关代替晶闸管，为保障系统的正常运行，提升系统的可靠性，该公司将N+1冗余高频开关应用到了电源模块当中。

2.4.2蓄电池优化

单组电池的直流系统，分段接线，配备一套或者两套充电装置，两组电池的直流系统，分段接线，配备两套或者三套充电装置，在母线之间装上保护电器。铅酸蓄电池的使用寿命对温度的要求比较严格，把温度控制在10-30℃之间，与成套电源一起装置于主控室里。

2.4.3接线模式的改进

蓄电池组出现故障，不能正常工作，会影响到整个变电站的运行，该公司在直流装置系统的基础上，另配备一组蓄电池随时接入工作，以保障其中一组电池出现故障时变电站的正常运行。转变蓄电池组放电试验的回路，将这条回路与直流母线的工作路径区分开来，保证母线的工作不受影响，提高系统的可靠性。

2.4.4完善监控系统

使用直流供电操作系统的监控装置，将串口装置在通信系统中，通信软件硬件设备装置于变电站直流操作系统中，将直流操作系统中的各种数据传输到监测系统数据库里，以达到时时监测的目的。

三、变电站直流装置供电技术的优势与不足

3.1变电站直流装置供电技术的优势

常规的通信专用电源系统，需要多个屏体，占地面积大，变电站需要几套直流系统，设备需求多，利用变电站直流装置系统为通信电源系统供电，将原来的多套直流系统整合成1套，数量众多的屏体也整合成1个，节省投入成本，也减轻了人员的维护工作。

3.2变电站直流装置供电技术的不足

3.2.1通信系统可靠性下降

对通信系统供电分路故障维护，存在着一对矛盾：保障操作电源安全和通信系统可靠运行。为确保通信系统可靠性，DC-DC电源系统的维护需要在运行的状态下进行，这就要求不能断开操作电源系统对通信系统的供电。由此，就存在通信供电分路操作故障的可能性。

通信系统常用AC-DC+电池供电，与生产系统保持相互独立的要求，通信系统供电出现问题时，短时间内可恢复通信，不会影响到生产系统的运行[3]。直流电失压时，通过通信系统，直流电失压的故障信息，可迅速传输到控制中心，以便相关人员及时了解情况，采取补救措施，在短时间内把故障解决，保证直流电的正常供电。

为确保操作电源系统的安全，该公司的设计是向DC-DC电源系统增设供电短路保护的灵敏度，这个设计确保了操作电源的安全，却无法保证通信系统的可靠性，灵敏度过高，电源可能被切断，无法保证通信系统的正常运行，灵敏度低，保证通信系统的正常运行，加大了操作电源系统失压的可能性[4]。

从图（1）中可看出，DC-DC装置系统的供电，电源系统出现故障，通信系统则面临瘫痪。图（2）则表明，AC-DC+电池供电方式下，通信系统的电源来源两路：AC-DC电源系统和电池电源系统，两路电源相互独立，一路电源出现故障，不影响通信系统的正常运行，正常维护和使用，两路电源同时失效的可能性很小[5]。

3.2.2系统电压容易失控

失压和失控是同时存在单个模块中的，两者发生的概率相同，当DC-DC装置模块的容量过大，另一模块的失控，就可能立即导致操作电源系统的电压失控，在此情形下，假设DC-DC装置系统中有N个并联的模块，它们失控和失压的概率均为P，则操作电源系统失控和失压的概率即为DC-DC装置并联系统的概率为PN，而DC-DC装置并联系统的概率=1-（1-P）N，从中可以看出，发生失压的概率可以通过并联电源来降低，但并联大模块的电源，却成倍增加失控的概率。并联备份不是万能的，它的作用是有条件的，电压失控时，设备停止运行，很可能损坏设备。单元失控，单元短路等都能影响并联系统的可靠性，其中，对“1+1”并联系统的危害性最大，几乎摆脱不了单元短路的故障，单元短路故障出现后，系统失压。

3.3.3经济效益低

操作电源系统中的AC-DC电源和电池电源供给通信设备的功率容量，再加上DC-DC电源系统的损耗，原先操作电源系统的容量和余量是科学计算过的，要保持AC-DC电源系统和电池电源系统的安全余量不变，在操作电源系统的另一侧，则要增加AC-DC电源系统和电池系统，容量相当于通信系统AC-DC+电池供电方式下的配置，同时还要负担上DC-DC装置系统造成的损耗。

3.3.4系统维护容易造成操作失误

系统维护上，操作电源系统和通信电源系统的区别在于接地不同，操作电源系统采用浮地悬空的办法设置系统，通信电源系统则是正极接地系统。接地方式的区别，很容易导致操作上的失误。

3.3.5DC-DC装置设备可选择面窄

DC-DC装置设备不是电源厂家的主流产品，生产DC-DC装置设备的厂家少，可选择面小。另一个不足是DC-DC装置系统的直流分配单元和高频变换装置高集成技术的欠缺，DC-DC变换装置出现故障时，更换的过程中，需要中断业务，影响通信设备的正常运行。

四、结束语

综上所述，变电站直流装置系统技术整合后，适用于通信系统的通信电源中，为通信电源系统提供了便利，为今后的通信设备提供通信电源系统和其他-48V电压设备的供电系统提供了实践基础。科技的进步带动电力事业的迅猛发展，越来越多的变电站推广无人值守的方式，自动化、数字化的要求推动了直流供电系统的普及，直流供电系统面临着更高的要求。

参考文献

[1]李海滨，冯杏心，冯守沛.电视电话会议系统在电力系统中的应用[J].电力系统通信，2010，03（11）：251-254.

[2]王华，朱伟民，史雪涛.电网重大故障应急抢修自动调度系统的设计[J].电力系统通信，2010，07（12）：99-103.

[3]高健，许飞云，贾民平，彭森.基于UC3843的CCM模式Boost变换器设计[J].电力电子技术，2010，04（01）：64-68.

篇8

关键词 10 kV配电网；可靠性；因素；措施

中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)031-0104-01

在电力系统建设中，10 kV配电网是其中重要组成部分。担负着城乡供电的重要职能，由于10 kV配电网通常会遇到各种因素导致供电可靠性受到影响。主要包括故障停电和非故障停电两类。下文就10 kV配电网可靠性影响因素中故障因素和非故障因素进行论述，提出有针对性的防范技术措施。

1 影响10 kV配电网供电可靠性的因素

1）非故障停电原因分析。我国的经济在迅速的发展，城乡电网改造也在如火如荼的进行中，这样难免会出现非故障停电。而非故障停电的一个主要因素就是计划停电。据资料显示，在许多经济发达的地区，总停电次数中的50％以上是计划停电，涵盖检修停电与工程停电在内。10 kV配网要配合35 kV及以上输变电线路架设跨越而停电；变电所中的设备需要定期的检修，同样将造成10 kV配电网的停电等等都是非故障停电的原因所在。

2）故障停电原因分析。①配电网结构因素：鉴于配电线路穿过的地理条件具有复杂性，倘若电网结构不符合安全标准，则在电网系统内部出现故障的情况下，就会影响配电线路供电可靠性。当前，我国采用混合结构配电线路，这样的线路大多数以架空线为主，然而放射形是我国10 kV配电线路主要的供电方式。这些年来，随着国家农网改造工程的进行，在很大程度上加强了配电网的供电可靠性，可是，10 kV 配电线路电力用户过多，用电负荷过大，配电线路故障仍然有较高的发生率；②自然灾害引起的破坏：自然灾害如雷电、台风、雨、雪、洪水等都是影响配电网供电可靠性的重要因素，典型的例子如我国2008年南方出现的雪灾天气，最终导致南方多省电力供应中断，受影响特别大的贵州省，电网几乎全线瘫痪。此外，雷击事故的发生会产生绝缘子爆裂或击穿以及配变烧毁、断线等。台风的影响主要是可以吹倒杆塔，或者在配电网弧垂过大的情况下，可以引起碰线从而产生短路电流引发跳闸事故。洪水则容易冲蚀配电网拉线、杆塔基础，从而引发倒杆事故；③人为造成的外力破坏：配电网供电可靠性受到影响的主要原因之一是人为致使的外力破坏。这些人为因素导致的停电主要有以下几个方面：在对具备导电性的物体进行高抛时，由于高抛物与导线相接触，从而出现单相接地；当对离架空线路距离很近的树木砍伐的时候，因树木的倒斜引起线路接地、短路或者线路压断的事故；盗窃公共电力设施造成停电事故，亦或由于偷盗而造成杆塔发生倾倒事故，进而引起停电；由于车辆碰撞电杆，在重大碰撞力的作用下，导致电杆倾倒或断线。

2 如何提高10 kV配电网供电可靠性

1）促进环网结构改造。配电网采用的供电线路接线方式不同，其供电可靠性就不同。我国目前的10 kV配电网多采用以架空导线为主的放射形结构，因而存在供电能力差的弊端。而通过对不同接线方式进行评估分析，可以发现全联络树枝网供电可靠性要比放射形结构的供电可靠性高出很多，因此，应当加强我国10 kV配电网结构的改造，逐步建立联络性强的环网结构，提升配电网的供电可靠性。同时，可以在一条线路中使用双电源供电装备，在中间设置分段开关，从而减少线路故障停电时间，缩小故障停电范围。

2）强化对线路设备的巡视。保障10 kV配电网供电可靠性，必须做好日常的风险防范工作，加强对配网线路各种设备的检查巡视，及时发现可能的问题和故障，及时采取措施加以解决，防患未然，从而最大限度地减少停电事故发生。为此，应当做好易发热部位的编号建档工作，按照缺陷的影响大小顺序进行检修，尽早消除可能的安全隐患；同时应当定期对线路设备进行检查，保障其各项性能都能够正常发挥，如定期对密封开关、变压器、接地电阻等设施进行监测，对防雷装置进行安全检查等。

3）实施带电作业和状态检修。带电测试 、带电维修以及带电检查都是带电作业的重要内容，其 可以很大的减少非故障停电事故的发生。带电作业在实际中有两种作业方法，一种是以高空作业车的绝缘臂为主的直接作业法，另一种则为以使用绝缘工具为主的间接作业法。带电作业在实际工作中，如带电高压接弓子线、带电处理低压下户线路、带电断开接点、带电更换合成绝缘子以及带电处理导线上的杂物等，这些带电作业极大地减少了可能发生的停电事故，减少停电时间，从而提高配电网的供电可靠性。

4）加强配电网可靠性管理。要想从根本上提高10 kV配电网的供电可靠性，关键是建立健全管理制度，增强可靠性管理工作。选聘能够胜任岗位技能要求专门人员进行可靠性管理工作，定期对他们进行业务培训，增强其工作能力。成立专门对配电网供电可靠性进行负责的管理机构，组成领导小组，然后各小组对有关配电网供电可靠性的工作进行部署，并且要定期的组织会议，及时地总结配电网供电可靠性的工作，分析一定时期中的配电网运行数据，同时按照实际的管理状况，制定合理有效的工作计划，从而为下阶段10 kV配电网的供电可靠性提供科学的指导。除此之外，重视各部门、各专业间的配合，加强配电管理、计划外停电的批准、停电计划审核、城网改造设计等各个环节的联系和沟通。

5）对于雷击较多的10 kV线路，可以采取多种措施来提高其抗雷击的能力。如采用瓷横担代替针式瓷瓶，针式瓷瓶改用瓷横担后，雷击次数会明显减少，只不过瓷横担的机械性能差，对于大档距、大导线线路不适用。

随着用电负荷的增加，市区内使用电缆线路也要增加。在有电缆线段的架空线路，将避雷器装在电缆斗附件，为防止电缆芯线对外皮放电，将接地引线和电缆的金属外皮共接地，电缆另一端的外皮也应接地。如果是架空线路的中间有一段电缆时，则应该在电缆两端装设避雷器。

对于经常处于开路运行，又经常带电的柱上开关而言，它相当于线路的终端。当开关的某一侧落雷时，由于雷电波的反射叠加作用，使雷电压升高一倍，对开关的危害很大。为此，在开关的两侧要安装防雷装置，并将接地线与开关的外壳相联接。

6）采取综合措施认真解决污闪问题。10 kV配电网安全可靠的关键是解决闪络诱发相间短路及过电压烧毁设备问题。所以必须采取综合措施，以求得电网的安全可靠运行。

对10 kV开关室的支持绝缘子、穿墙套管、刀闸支柱瓷瓶、连杆瓶等可以加装防污罩。对于母排，可以加装绝缘热缩管。根据部分地的运行实践证明，这不仅提高了防污能力，而且还防止小动物造成短路。

另外，在10 kV变电站的开关室还可以采取一些其他的手段来防止污闪问题。如在10 kV开关室安装吸湿器以降低空气的湿度。破坏污闪的条件：贯彻“逢停必扫，扫必干净”的原则，以最小的投入保证设备的健康运行。

参考文献

[1]李静.谈提高10 kV配电网供电可靠性的措施[J].农村电工,2008.

[2]朱学军.配电网接线方式影响供电可靠性[J].广东科技,2008.

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【关键词】配电网；动态规划技术；恢复供电

当前，智能电网的发展在一定程度上带动了电网技术的发展，并且成为了电网技术发展的重要方向。实际上，智能电网的重要组成部分在于智能配电网，智能配电网的主要特征为拥有完备的自愈能力，同时还能够最大程度的减少电网故障给用户带来的影响。而配电网故障的恢复是智能配电网自愈功能实现的重要过程，配电网故障恢复问题主要指配电网发生故障以后，在故障定位与故障隔离的基础之上，应用一定的故障恢复策略对其进行操作，从而确保供电的平稳与正常。

一、对最佳路径的分析

配电网故障区域恢复供电的最佳路径事实上是在故障情况下的配电网络重构。主要的目的在于，能够快速的将非故障区域供电恢复，与此同时，还能够有效的满足线路负载容量的要求以及线损最小等各个方面的条件。现阶段，在配网自动化领域中研究最多的在于怎样能够快速的实现故障隔离以及快速的恢复费故障区域的供电技术方法，因此，在恢复路径的最优化选择方面出现了较多的研究。

一般而言，配电网故障区域恢复供电的路径为多目标最佳路径问题，现阶段在最佳路径问题的研究上较多的便是城市交通网络中的最短路径问题的研究。由于问题解决的思路存在着极大的不同点，因此最短路径问题能够被分为单元最短路径算法与基于启发式搜索最短路径算法[1]。这与邓群，孙才新，周驳仍凇恫捎枚态规划技术实现配电网恢复供电》一文中的观点极为相似。其中，单元最短路径算法主要体现在几个方面，即：

第一，在GIS空间查询语言方面的最短路径。该职工路径的研究方法在当前还停留在理论研究方面，例如在MAX中定义了一套空间查询语言，该套语言对其完备性给予了相关证明，同时通过举证的方式，对范围查询与时态查询等进行了应用分析。

虽然，对于GIS空间发展研究GeoSQL为一种有效的处理最短路径的手段，但是GIS受到数据库技术发展的制约与影响，导致实际的应用领域和背景的不同，使其和商用之间还有很长的一段距离。

第二，在功能模块思想路径方面，需要按照不同的分类方法实施，而单元最短路径问题的算法能够被分为很多种，例如神经网络法与基于人工智能的启发式搜索算法等，对于不同的背景应用需求和具体软件应用的环境，各种算法在空间的复杂程度与时间的复杂程度等都有明显的体现[2]，这与李振坤，周伟杰，钱啸等在《有源配电网孤岛恢复供电及黑启动策略研究》一文中有着相似的观点。并且各种算法在故障恢复方法中各具特色。

另外，启发式搜索最短路径算法也是一种有效的手段。基于启发式方向策略最短路径算法，其中包括空间有效方向的可控参数法，该方法能够有效的调节相关系数，在有效方向上路径无效的时候，能够确保得到有效的路径。

二、最佳路径的选择方法分析

事实上，配电网故障区域恢复供电的最佳路径并不是简单的路径问题，而是多目标最佳路径问题。为此，在研究配电网非故障区域恢复供电的最佳路径过程中，需要对其展开综合的分析。

首先，在多目标分析方面，通常在选择配电网非故障区域恢复供电最佳路径的时候，最为重视的目标为：

第一，在恢复供电路径的过程中，馈线负荷不能过载，同时，还需要确保恢复区域的电压质量能够与实际规定的标准要求相吻合。当供电质量可靠性最高的时候，那么恢复的时间将会很短[3]；这与邓昆英，汪凤娇，饶杰等在《智能配电网有功自治互动建模研究》一文中的观点极为相似。另外，供电过程中，线损最低，证明开关拉合的次数最少，同时现场的操作点也会最少。

第二，在动态规划技术恢复供电的最短路径方面需要明确，动态规划主要是运筹学的一个分支，它是求解决策过程的最优的数学方式。早在很久以前，就已经有研究人员对多阶段过程转化问题转化为一系列的单阶段问题，并且逐一进行求解，这标志着解决这类过程优化问题的新方法的创立，即动态规划技术。

本文主要将一典型的复杂配电网络作为研究例子，该连通系包括10个电源点，8个分支点，同时联络开关有16个。将其加入到配网潮流方向和典型的运动方式中，将联络开关和电源点作为定点，那么可以将其分为26个定点。尽管从数量上顶点比较多，但是由于存在着较为复杂的网络关系，使得该问题成为一个极为简单的最短路径问题[4]。这与杨建在《配电网无功补偿系统的关键技术研究》一文中的观点有着相似之处。加之恢复路径主要指费故障区域相关的联络开关与相应路由，为此我们可以将其理解为从不同电源点出发到各个联络开关的最短路径问题，这样一来，故障恢复工作的实施便简单的多。

总结

本文主要从两个方面左手，共同分析了采用动态规划技术实现配电网恢复供电的方法与效果，一方面着手于最佳路径的分析，另一方面着手于最佳路径的选择方法。从这两个方面可以看出，利用动态规划技术去实现配电网恢复供电是一种可行的方法。但是，受到历史原因的影响，我国城市配电网络还缺少标准的规范要求，导致配电网常常出现一些事故。因此，恢复配电网供电已经成为当务之急。随着科技的发展，智能配电网已经被广泛的应用在供电方面，这为平稳供电提供了一定的保障，同时也为恢复配电网故障供电创建了良好的环境与条件等。

参考文献

[1]邓群，孙才新，周驳.采用动态规划技术实现配电网恢复供电[J].重庆大学学报（自然科学版），2006，29（3）：40-44.

[2]李振坤，周伟杰，钱啸等.有源配电网孤岛恢复供电及黑启动策略研究[J].电工技术学报，2015，30（21）：67-75.

[3]邓昆英，汪凤娇，饶杰等.智能配电网有功自治互动建模研究[J].机电工程技术，2014，（2）：4-7.

[4]杨建.配电网无功补偿系统的关键技术研究[D].中南大学，2002，（12）：56-78.

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本人一直从事乡镇供电所供用电管理工作，至今已有二十多年的工作经验。在局领导组织的培训和所内同事的指导和教导下，专业技术水平有了明显提高，并在2013年度通过“农网配电营业工”高级工技能考核鉴定。在供用电管理方面，通过多年实践工作对低压配电线路运行抢修和抄表核算收费管理方面积累了丰富的经验。

在澄海供电局工作期间，利用自己积累的经验。在用电管理方面，二十多年时间内对辖区用电“反偷查窃”工作中，共查处了10多宗，补收电量5万多千瓦时，对所管理范围内存在窃电现象明显起到有效打击。在用电管理过程中查到故障表计40多起，追补电量达6万千瓦时左右，维护和保障企业的合法权益。

本人在不同的岗位上始终以全局利益为重，保持高度的责任心和事业心履行岗位职责，完成上级下达的各项指标和工作任务。现作为一名供电所低压客服及计量用检班的副班长，认真协助班长和带动同事对班组辖区各乡村用电表计管理、线路运检维护、抄表收费和报障抢修等工作。班组管辖村居23个，管理235台公用台变，总容量82890kVA，现有低压客户34000户，全年供电量12350万千瓦时，线损率4.14%。在工作中，坚持学习钻研遇到的技术性难题，经常和同事进行技术探讨与交流，通过“传、帮、带”的方式把自己的知识和技能分享给同事。

在这工作的几年中，我对供用电工作应知应会、应掌握的基础知识已掌握，对供用电工作中遇到的诸多问题，有了一定的经验知识，在以后的工作任务中，还是继续向师傅们虚心请教、刻苦钻研供用电知识，使自己在供用电工作岗位上发挥得更出色。

在这几年来的专业技术工作中，自己利用所学的专业技术知识在生产实践中做了一些实际工作，具备了一定的技术工作能力。但是仍存在着一些不足，在今后的工作中，自己要加强学习、克服缺点，力争自己专业技术水平能够不断提高。

在此期间我充分利用自己所学的专业知识，注重在实践中总结经验，理论紧密联系实际，用理论来指导实践，用实践来充实理论，同时加强自身专业素质的进一步巩固和提高。辛勤的工作学习换来的是丰硕的成果，通过充实自己的大脑，我在实践工作中更加得心应手，一些过去工作中存在的问题和疑问随之迎刃而解。同时深感自己肩负的使命更加重大，更需付出加倍的心血和努力，在日常工作中注重提高自身技术，以适应日益发展的供电新形势。