操作电源                                   

变电所（站）开关控制、继电保护、自动装置和信号设备所使用的电源称为操作电源。

变配电站操作电源分为交流操作电源和直流操作电源，都是应用于小型开关站和用户终端，为二次控制线路（如微机保护等智能终端及指示灯、模拟指示器等）提供可靠的不间断工作电源。因此不能来源变电站。采用UPS电源这是基本单元，加上现代技术构成分布式直流电源、壁挂直流电源和微型直流操作电源等。在智能化变配电站操作电源智能化。

在一般小变配电站中配备UPS电源就够了，UPS电源可提供交流电源和直流电源，用备用发电机，只交流电源。

   一般比较重要的变电站，为了保护安全可靠，最好是选用直流操作电源。直流操作电源一般是由蓄电池供电的。1比较稳定不受网电负荷的影响。2直流操作电源是不接地的如果有漏电现象不会影响使用，更加安全可靠。3 没有耦合现象，在整个控制系统中不管线路的长短或电源电缆敷设的方式都不会影响使用可靠性。4不受网电停电的影响，不会因为停电而造成拒动或误动。交流操作电源一般用在线路要求不高、线路不长或是成本考虑等。

    变电站操作电源有两种形式: 一是直流操作电源系统; 二是交流操作电源系统并配置UPS不间断电源作为后备备用电源。前者在常规老站使用较多，后者随着新建和改造变电站在35kV电源进线侧加装35kV 直配变，一次设备选用真空开关或SF6开关，操作机构选用弹簧储能型，功率消耗较小，但在实际使用中存在不少问题，主要表现如下:
1、交流操作电源单点接地会造成开关误跳闸，运行不可靠;
2、交流操作电源与弱电信号采集回路之间存在干扰问题;
3、变电站单 UPS不可靠，双UPS并机运行受诸如电压相位、频率、幅值等许多因素的限制不能并机运行;
4、UPS主要用于商用，用于变电站后备操作电源;不可靠;
5、UPS效率差，通过整流、逆变，仅能达到名牌值的 70%左右;
6、UPS电池不能实时进行监控，影响电池使用效果。

引用 lqq007521 的回复内容： 变电所（站）开关控制、继电保护、自动装置和信号设备所使...

     变配电所内的信号装置，继电保护装置和自动装置，应急照明，以及对断路器的远距离操作等，都需要有专门的供电电源，这种电源称为操作电源。通常，对操作电源的可靠性要求较高。例如，当变电所停电时，操作电源应保证能对断路器进行合闸操作；当供、用电系统发生故障时，应保证断路器仍能够准确动作，以防止事故扩大。

     操作电源按其性质可分为交流操作电源和直流操作电源两大类。交流操作电源大多来自电流互感器、电压互感器、电容器或所用变压器等，直流操作电源通常来自蓄电池组和硅整流装置。操作电源的选择，随变、配电所的容量大小而定：

    （1）容量较小的变、配电所，由于其中的断路器多配备手动操作机构（或弹簧机构），因而广泛采用交流操作电源。这种操作电源具有安装简单、投资少、易于维护和动作可靠等优点，因此得到广泛应用。

     （2）容量较大的变、配电所，多采用直流操作电源，它又分为固定蓄电池组及硅整流和电容补偿装置等数种。蓄电池组是一个独立的可靠电源，它与系统运行状况无关，可以在变、配电所完全停电的情况下保证供电。但是，由于蓄电池组的设备复杂、建筑面积大、投资高、运行中容易损坏和维护工作量大等原因，通常只应用于对直流电源有特殊要求的110千伏以上的大型变电所，而35千伏以下的变、配电所，多采用硅整流和电容补偿装置作为操作和保护装置的直流电源。经验表明，这种直流系统具有投资少、安全可靠和便于维护等优点。

     （3）我国大多数发电厂和变电所中，在控制和测量系统方面，以往均采用强电电源，即应用直流220伏或110伏的电压以及交流100伏电压作为标准电压。电压高时，控制设备体积也较大，而且连用的电缆较粗，控制屏台和主控制室也显得庞大。为了改进这种状况，可采用较低的电压即弱电选线来代替上述各值。

     （4）控制柜距离甚长（如超过500米以上），且控制对象较多时，采用弱电比较适合，经济效益较大；否则，优越性便不显著。

     （5）通常，在弱电电源中，直流操作电压有48伏和60伏两种。通道末端的电压必须保证继电器等可靠地动作，两种电压均能满足此项要求，但电压为48伏的继电器容易配套，所以，一般多采用48伏。此电压可从蓄电池抽取，也可由交流整流而来。

由于春节放假原因，本期擂台将延期结贴。请大家积极讨论。

同时感谢楼上网友对擂台的支持。

高压柜二次回路的操作电源是供高压断路器跳、合闸回路和信号、继电保护装置回路、检测系统及其他二次回路所需的电源。对操作电源要求可靠性高，容量足够大，应保证在正常和故障情况下都不间断供电。操作电源分为直流和交流两大类，除一些小型变电所采用交流操作电源外，一般变电所均采用直流操作电源。

1直流操作电源

直流操作电源有硅整流装置供电的直流电源和蓄电池供组电的直流电源两种。硅整流直流电源又分为复式整流电源、具有电容器储能式的整流电源和具有镉镍蓄电池的整流电源三种；蓄电池直流电有铅酸蓄电池和镉镍蓄电池两种。

蓄电池组直流操作电源是独立可靠的整流电源，它不受交流电的影响，即使全所停电，仍可保证连续可靠地供电，而且电压质量好，容量也大，能满足复杂的继电保护和自动装置的要求和事故照明的需要。但其价格较整流型直流操作电源高，一般用在可靠性要求较高的变电所中。

2交流操作电源

交流操作电源是指直接用交流电作为操作和信号回路的电源。对采用交流操作的断路器，应采用交流操作电源，相应地所以保护继电器、控制设备、信号装置及他二次元件均采用交流形式。交流操作电源二次接线简单，可节省投资，降低有色金属消耗，简化运行维护，给变电所无人值班创造条件，也加快了变电所的建设安装速度。交流操作电源可以取自电压互感器和电流互感器。

电压互感器二次侧安装一台100/220V的隔离变压器，作为控制和信号回路的交流操作电源。但应注意，只有在故障和不正常运行状态时，母线电压无显著变化的情况下，保护装置的操作电源才可由电压互感器供给。对于短路保护装置的操作电源不能取自电压互感器，而应取自电流互感器，利用短路电流使断路器跳闸。

采用交流操作电源的主要缺点是加大了电流互感器的二次负荷，有时误差不能满足要求，不适用于比较复杂的继电保护装置、自动装置及其他二次回路，所以交流操作电源适用于小型变电所，这种变电所采用手动合闸、电动脱扣。

变配电站操作电源分为交流操作电源和直流操作电源。不过用的最多的还是直流电源，我们煤矿变配电所对操作电源要求也是非常高的，高压一般是35KV和10KV一下，所带的负荷可想而知，因为牵涉到职工生命的安全，一般把负荷分为三个等级，这就要求供电安全放在首位，而对操作电源要求可靠性更高，容量足够大，应保证在正常和故障情况下都不间断供电，来完成一系列操作。我们变配电所使用的直流电源一般为110V和220V，现在多数是直流电源220V，对操作电源的要求大概是这几点：

一.直流系统要求

1)变电所的直流母线，宜采用母线或分段单母线的接线。采用分段单母线时，蓄电应能切换至任一母线。

(2)重要变电所的操作电源，宜采用一组110V或220V固定铅酸蓄电池组或镉镍蓄电池组。作为充电、浮充电用的硅整流装置宜合用一套。其他变电所的操作电源，宜采用成套的小容量镉镍电池装置或电容储能装置。

(3)供一级负荷的配电所或大型配电所，当装有电磁操动机构的断路器时，应采用220V或110V蓄电池组作为合、分闸直流操作电源；当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸操作电源。

(4)中型配电所当装有电磁操动机构的断路器时，合闸电源宜采用硅整流，分闸电源可采用小容量镉镍电池装置或电容储能。对重要负荷供电时，合、分闸电源宜采用镉镍电池装置。

当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置或电容储能式硅整流装置作为合、分闸操作电源。

采用硅整流作为电磁操动机构合闸电源时，应校核该整流合闸电源能保证断路器在事故情况下可靠合闸。

二.蓄电池组的容量，应满足下列要求：

1)全所事故停电1h的放电容量。

2)事故放电末期最大的冲击负荷容量。

小容量镉镍电池装置中的镉镍电池容量，应满足分闸、信号和继电保护的要求。

3）当采用蓄电池组作直流电源时，由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5％；电压许波动应控制在额定电压的5％范围内。放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的85％，充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115％。

三. 交流操作电源的要求：

（1）小型配电所宜采用弹簧储能操作机构合闸和去分流分闸的全交流操作。

（2）当采用交流操作的保护装置时，短路保护可由被保护元件的电流互感器取得操作电流。变电器的瓦斯保护和中性点非直接接地电力网的接地保护，可由电压互感器或变电所所用变压器取得操作电源，亦可增加电容储能电源作为跳闸的后备电源。

(3)保护装置由在线式UPS装置取得操作电源。

变电所（站）开关控制、继电保护、自动装置和信号设备所使用的电源称为操作电源。

操作电源的基本要求 

① 供电可靠，在一次电路发生故障情况下，它也能保证二次回路正常工作。 ② 有足够的容量，能够保证二次回路执行其跳、合闸的功能。 

③ 其电流类别应与二次回路中控制、保护装置的电流类别要求相适应。 ④ 尽可能简单经济，便于运行维护。

      随着经济和技术的快速发展,对电力供电提出了更高的要求,新型自动化配网设备逐步投入应用:储能式电动分合闸、微机继电保护、网络化远程监控等，这些设备的可靠供电是系统安全运行的前提条件。采用科技合理的高效电源系统，可提高供电的可靠性和效能，降低运行维护工作量，针对电力系统高可靠和高性能要求而设计的直流操作电源是新一代的直流电源设备，主要应用于小型开关站和用户终端，为二次控制线路（如微机保护等智能终端及指示灯、模拟指示器等）提供可靠的不间断工作电源，避免交流失电时导致微机保护失去保护作用，解决因操作过程电压及谐波等因素使UPS失效从而导致微机保护失效的问题。同时还可为符合直流操作电源功率要求的一次开关设备（弹簧机构真空断路器、永磁机构真空断路器、电动负荷开关等）提供直流操作电源。

 　　直流操作电源具有市电输入和PT输入两种方式，输出方式从DC24V至DC220V各种规格，可以满足各种使用场合。直流操作电源最大输出功率为600W，可以满足不同负载的需求。　　直流操作电源体积小，安装接线方便，适合分散安装于各种型号的开关设备内。使之比一般直流屏系统更可靠，更经济（对小型用户终端更明显），又节省占地空间，降低线路损耗及安装工程量，且维护方便，为电力系统供电可靠性提供新的选择方案。

 　　直流操作电源采用高频电源技术，蓄电池采用自动充电管理模块进行维护，大大延长蓄电池的使用寿命，使得直流操作电源运行更加安全可靠。  

直流操作电源。

 　　直流操作电源具有市电输入和PT输入两种方式，输出方式从DC24V至DC220V各种规格，可以满足各种使用场合。直流操作电源最大输出功率为600W，可以满足不同负载的需求。　　直流操作电源体积小，安装接线方便，适合分散安装于各种型号的开关设备内。使之比一般直流屏系统更可靠，更经济（对小型用户终端更明显），又节省占地空间，降低线路损耗及安装工程量，且维护方便，为电力系统供电可靠性提供新的选择方案。

 　　直流操作电源采用高频电源技术，蓄电池采用自动充电管理模块进行维护，大大延长蓄电池的使用寿命，使得直流操作电源运行更加安全可靠。  

控制电源有变电所所用变输出电源到直流屏，常见的控制电源DC220V和AC220V，多数控制电源都是DC220V，由所变到直流屏，到控制的开关。

都有道理   。。。。。。

　一、操作电源的作用和要求
　　操作电源的作用主要是:
　　(1)在发电厂和变电所正常运行时，供给保护、信号，自动、远动、通信和断路器跳闸、合闸以及其他机电设备的操作电源。
　　(2)在发生事故时，供给保护、断路器跳闸以及其他设备的事故操作电源。在交流电源中断时，作应急照明用。
　　对操作电源的要求主要有二条:
　　(1)操作电源必须充分可靠口
　　(2)操作电源的电压变化应在允许范围内(包括交流电源停电后规定的时间范围内)，否则，尽管还有操作电源，控制电路和有关电器却不能正常工作。
　　二、操作电源分类
　　按电压等级分，有380V ,220V ,110V,48V和24V五挡。
　　按电源性质分，有直流和交流两种。
　　按电源性质分，有直流和交流两种。
　　三、交流电源
　　如采用交流380V或220V，可直接由主电路上取得。如第上几节介绍的几种控制电路，有的用380V，有的用22OV,，如用交流NOV，则需用变压器降压。
　　四、直流电源
　　一般由交流电整流而得，如采用硅整流装置，将三相或单相交流电整流成所i要的直流电压，其电路的工作原理，在第二章巾已经介绍过。但一般的整流装置，在交流电停电后，直流电也就不存在了。所以，还要用蓄电池组或储能电容。用厂蓄电池组或储能电容后，在有交流电时，硅整流装置·方面向控制电路等提供直流电压，同时也向蓄电池组或电容器充电(浮充充电);当操作电源需要较大电流(例如断路器合闸时，电流较大)时，蓄电池组或储能电容也参与供电。而在交流电断电时，山蓄电池组或储能电容器供电，并在规定的时间内，保证电值不致降到允许的范围以下。
 

变电所中为二次设备供电的电源，称为操作电源。操作电源的供电应十分可靠，它应保证正常和故障情况下都不间断供电。操作电源有直流和交流两种，除一些小型变（配）电所采用交流操作电源外，一般变电所均采用直流操作电源。

交流操作电源取自电压互感器和电流互感器。它加大了电流互感器的负荷，有时误差不能满足要求，亦不能满足复杂的继电保护和自动装置的要求。所以，交流操作电源适用于小型变电所，这种变电所一般采用手动合闸、电动脱扣。

直流操作电源体积小，安装接线方便，适合分散安装于各种型号的开关设备内。使之比一般直流屏系统更可靠，更经济（对小型用户终端更明显），又节省占地空间，降低线路损耗及安装工程量，且维护方便，为电力系统供电可靠性提供新的选择方案。

一、操作电源的类别和要求
1、常用的操作电源的类别
①由蓄电池组供电的直流操作电源，具有可靠性高和容量较大的突出优点，但投资较大，运行维护也较复杂。
②整流操作电源，目前应用最为广泛，常用的有硅整流电容储能的和带镉镍蓄电池的硅流的两种。
③交流操作电源，具有简单经济、便于运行维护的突出优点，在小型变电所中应用很广。
④交直流混合操作电源，例如合闸采用交流操作电源，而继电保护、自动装置和跳闸采用蓄电池组供电。
2、操作电源的基本要求
①供电可靠，在一次电路发生故障情况下，它也能保证二次回路正常工作。
②有足够的容量，能够保证二次回路执行其跳、合闸的功能。
③其电流类别应与二次回路中控制、保护装置的电流类别要求相适应。
④尽可能简单经济，便于运行维护。
3、对用作直流电源的蓄电池组要求
①由浮充电设备引起的波纹系数不应大于5％。
②电压允许波动应控制在额定电压的5％范围内。
③放电末期直流母线电压下限不应低于额定电压的85％，充电后期直流母线电压上限不应高于额定电压的115％。
4、对用作直流电源的交流整流电源要求
①在最大负荷时保护装置动作直流母线电压不应低于额定电压的80％，最高电压不应超过额定电压的115％，并应采取稳压、限幅和滤波的措施。电压波动应控制在额定电压的5％范围内，波纹系数不应大于5％。
②当采用复式整流时，应保证在各种运行方式下，在不同故障点和不同相别短路时，保护装置均能可靠动作。
③对采用电容储能电源的变电所和水电厂，电力设备和线路应具有可靠的远后备保护，在失去交流电源情况下，当有几套保护同时动作时，或在其它情况下消耗直流能量最大时，应保证保护与断路器可靠动作，同一厂所的电源储能电容的组数应与保护的级数相适应。
5、对交流操作电源的要求
①当采用交流操作的保护装置时，短路保护可通过被保护元件的电流互感器取得操作电源。
②变压器的瓦期保护和中性点非直接接地电力网的接地保护，可由电压互感器或变电所所用变压器取得操作电源，亦可增加电容储能电源作为跳闸的后备电源。
二、保护装置常用的操作电源
1、直流操作电源
①铅酸蓄电池组
②镉镍蓄电池组
③电容储能的硅整流器
2、交流操作电源
①直接动作式
②中间电流互感器供电方式
③去分流跳闸的交流操作方式
④利用予充电的电容器作跳闸电源的方式。
⑤利用所用变压器作交流操作电源的方式。

三、铅酸蓄电池组供电的直流操作电源
1、铅酸蓄电池的结构性能
铅酸蓄电池的正极板为二氧化铅（PbO2）,负极板为铅（Pb），电解液为稀硫酸（H2SO4）,其密度为1.20～1.29g/cm3,电池外壳用玻璃或塑料制造。固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池的型号和技术数据可查有关厂家资料。
放电的化学反应式为
　　　　　　　　Pb PbO2 2H2SO4　　　2PbSO4 2H2O　
充电的化学反应式为
　　　　　　　　2PbSO4 2H2OPbO2 2H2SO4 Pb
充电终止电压为2.7V，放电终止电压为1.8V(按10h放电率)。电池额定电压为2V。铅酸蓄电池不宜过放电和过充电
蓄电池充好电后，即使不带负荷，随着时间的增长也会耗去一部分电量，这称为“自放电现象”。铅酸蓄电池一昼夜可因此耗去0.5％～1％的容量。
为了弥补自放电损耗，通常采用浮充电方式运行，即以很小的电流随时给蓄电池充电。
2、按浮电方式运行的含合闸电源的直流操作电源
（1）单母线直流系统结线

它采用一套硅整流设备兼作蓄电池充电及浮充电电源，并选用手动端电池调整器SA。该系统具有以下特点
①设有专用直流合闸小母线，以保证变电所内断路器远距离合闸的电压要求
②正常运行时浮充电设备可以对全部蓄电池进行浮充电，其电流通路如图2-7b所示
③利用手动端电池调整器SA的充电手柄作为合闸母线的电压调整手柄
（2）蓄电池容量的选择
蓄电池容量按下列两个条件选择，取其中较大者：
①按事故状态下持续放电容量选择
　　　　　　　　　　　　　Q=Krel(IL I`L)t
式中，IL为经常性直流负荷电流；I`L为事故状态下增加的直流负荷电流；t为事故持续时间，一般取为1h；Krel为可靠系数，可取1.1
②按最大冲击负荷电流选择：
　　　　　　　　　　　　　IL.max=IL I`L Ion.max
式中，IL和I`L的含义如①：Ion.max为断路器最大合闸电流
（3）蓄电池总台数的确定
①蓄电池总台数按下式确定
　　　　　　　　　　　　　n=UWB/Udsc
式中，UWB为直流母线正常工作电压，取1.05UN,UN为直流系统额定电压，Udsc为单个蓄电池事故放电末期允许的终止电压，取1.95V
②蓄电池基本台数按下式确定
no=UWB/Uch
式中，Uch为单个蓄电池充电末期终止电压，取平均值2.6V；UWB仍取1.05UN。
③端电池指用来调节母线电压的那些蓄电池，其台数为
nend=n－no
　（4）充电设备和浮充电设备的选择
①充电设备的充电电流按下式计算
　　　　　　　　　　　Ich=IL Ich.max
式中，IL为蓄电池组经常性直流负荷电流；Ich.max为蓄电池组最大充电电流，可取10h放电电流。
②充电设备的最高电压按下式计算
　　　　　　　　　　　　　Uch=nUch.(max)
式中，n为蓄电池总台数；Uch.(max)为单个蓄电池充电末期的最高电压，取2.7V
③充电设备的功率按下式计算
　　　　　　　　　　　　　Pch=UchIch=Uch(Ich.max IL)

①其浮充电流按下式计算
Ich.fl=IL Idsc.pr=IL 0.15×
式中，IL为蓄电池组经常性直流负荷电流；Idsc.pr为其自放电电流；QN为所用蓄电池的额定容量（A.h）
②浮充电设备的功率按下式计算
　　　　　　　　　　　　Pch.fl=UchIch.fl

控制电源有变电所所用变输出电源到直流屏，常见的控制电源DC220V和AC220V，多数控制电源都是DC220V，由所变到直流屏，到控制的开关。

变电站操作电源包括断路器以及电动负荷开关与电动隔离开关合分闸操作电源、信号指示以及数字式(微机)保护与监控装置供电电源。合分闸操作电源中又分为断路器操动机构储能电源以及合分闸线圈需要的控制电源　, 不锈钢电热管 , pt100 传感器 , 铸铝加热器 , 加热圈 流体电磁阀 湿度传感器探头。　

　变电站操作电源断电后，控制、信号与数字式(微机)保护与监控装置电源同时断电，变电站就会在无继电保护情况下运行;此时一旦发生短路事故就会引起越级跳闸，由上一级变电站的继电保护动作跳闸，从而造成全站停电，扩大停电范围，增加事故停电造成的经济损失;如果发生过电流或过负荷，继电保护拒动会烧毁变压器或相关设备。所以变电站操作电源的可靠性必须保证，变电站的负荷等级越高，操作电源的可靠性要求就越高。

1.交流操作与直流操作的选择

　　交流操作设备简单，价格低但可靠性也低。常规继电器式继电保护如果选用电流脱扣器，事故跳闸与操作电源无关，高压熔断器保护事故跳闸也与操作电源无关，所以可选用交流操作。

　　目前数字式(微机)保护与监控装置已经得到广泛应，由于数字式(微机)保护装置的装置电源断电后就会停止运行，而且数字式(微机)监控装置只能够通过合闸与分闸线圈进行合闸与分闸操作，所以采用交流操作电源的变电站，选用数字式(微机)保护与监控装置后，必须选用可靠的后备电源。目前一般选用ups不间断电源作为后备电源。但ups不间断电源不仅过载能力差，而且不适用于感性负荷。

　　变电站采用直流操作需要选用直流屏，价格高但可靠性也高，变电站采用数字式(微机)保护与监控装置后，应优先选用直流操作。但直流电源蓄电池容量大时价格比较高。现在变电站用小型直流电源已经开始推广，它可以分散安装于电压互感器柜或隔离柜仪表室，也可以集中组屏替代现有直流屏，当变电站开关柜数量不超过10面时可以选用小型直流电源，并采用分散安装方式。

　　2.操作电源的电压等级选择

　　由于现有ups不间断电源的标准输出电压为ac220v，所以交流操作电源电压应选用ac220v，如果选用ac110v，就要选用输出电压为ac110v的非标准ups不间断电源，会给订货与日后维护造成不必要的麻烦。直流操作电源电压有dc220v、dc110v与dc48v三种。dc220v与dc110v广泛应用于各种变电站，dc48v主要用于有配电网自动化的环网柜与箱式变压器。

　　断路器曾经采用电磁操动机构，其合闸电流都大于100a，所以直流操作电源都选用dc220v。现在电磁操动机构已经被淘汰，弹簧储能操动机构与永磁操动机构的储能与合分闸操作需要的电流都非常小，一般不超过5a，所以采用直流操作时，应选用dc110v电压等级。国家建筑标准设计图集d203-1～2《变配电所二次接线》说明中已经提出采用弹簧储能操动机构后，直流操作应优先选用dc110v电压等级，但并没有引起大家的重视。

　　3.操作电源的容量选择

　　变电站操作电源容量一直没有引起设计与运行单位重视。变电站操作电源容量计算也存在许多不确定因素，设计时一般都根据经验来选择，交流操作后备电源容量一般选用1～3kva。直流操作的直流屏蓄电池容量一般选用38～100ah。