智能中继电源装置低压配电设计创新

刘静

摘 要： 智能中继电源装置的技术含量较高，为了保障供电系统运行安全，应持续优化创新低压配电设计，满足长距离低压配电线路节能设计需要。对于长距离的低压配电系统而言，电压降问题根深蒂固，是低压配电设计的难点所在，依托于现代化智能技术，创新设计低压配电系统设计，在改善长距离低压配电压降的问题，线路损耗得到有效控制，对于低压配电系统稳定运行具有重要保障。文章重点探究智能中继电源装置的低压配电设计进行分析，把握设计要点，编制合理的设计方案。

关键词： 低压配电;智能化;中继电源装置;设计创新

【中图分类号】U231.8 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）03-0122-01

在当前时代背景下，节能环保成为社会主流，各个行业领域积极推行节能研发和创新。地铁作为能耗大户，电能消耗在运营总成本中占比较高，在设备节能、工艺节能、管理节能方面同步发展，通过地铁工程节能改造，有助于为地铁事业更高层次发展夯实基础。低压配电系统作为节能改造的主要环节，积极推动智能中继电源装置低压配电设计创新改造，保障低压配电系统稳定运行同时，最大程度上减少电能损耗。

1 系统内部构成和能耗分析

1.1 系统构成

低压配电系统中，主要包括多个低压出线回路与变压器，除此之外，还有配电电缆、低压开关设备和低压用电设备等部分。

1.2 系统能耗分析

低压配电系统运行中，变压器作为系统主要装置之一，依据相应标准转化高压电为低压电，满足低压设备运行的供电需求[1]。部分电能做功转变为机械能或光能，部分电能则是通过线路发热损耗，资源损耗现象十分严重。故此，在可持续发展背景下，节能则是低压配电设计创新的主要目标。

2 低压配电系统节能设计

2.1 系统常规内容

结合相关标准和规范，配电系统节能设计改造，主要内容是提高功率因数，确定最佳的电压等级，选择合适的变压器和电缆截面，并且高压深入负荷中心创建降压变电所，可以起到缩短低压配电距离的作用。对于多数的项目，节能改造可以通过提高功率因数，选择合适的变压器和电缆截面等方式来减少能耗，但是受到工艺条件和场地条件限制，确定最佳的电压等级这一措施很难实行[2]。负荷中心是一种相对概念，常见的情况是长距离低压配电设计形式，但是此种方式会造成大量的线路损耗，节能改造空间还有待进一步开辟和挖掘。

2.2 线路损耗

线路在使用中，由于电流通过电阻时出现热损耗，计算公式如下：

Q=I2×R×t

控制配电回路电流大小，是减少回路热损耗的重点所在，电动机电流是回路电流。影响回路电流的关键因素，即电动机的端电压。负载端电压与输入电压是线路压浆控制的关键所在，伴随输入电压升高，负载端电压随之升高，而线路压降逐渐变小，负载端的电压随之升高[3]。

如果线路长度保持恒定，线路压降和回路电流保持正比，在具体工程建设中，工程规模是确定负荷的主要条件，驱动机械负载电动机功率如无特殊情况是不会变化的。

2.3 实例计算

电动机是低压配电系统末端电压，相对额定电压下降幅度较大，大概为5.88%左右，相对额定损耗而言，线路热损耗增长幅度为12%。控制配电距离为900m，相对额定电压末端的电压下降超过29.4%，线路损耗增加幅度大概为67.4%。

2.4 智能中继电源装置

结合智能中继电源装置低压配电设计要求，应结合智能时代发展趋势转变理念，积极推动低压配电设计创新，减少线路损耗。低压配电系统设计中，回路与智能中继电源装置串联在一起，联合电动机电压信号反馈情况，通过输入端电压实施调控来控制在额定电压范围内，线路损耗不会增加，获得可观的节能效果[4]。

智能中继电源装置构成部分诸多，包括控制系统、隔离驱动电路、电压补偿接收装置、末端电源采样单元、AC/DC模块、输入输出电压电流采样单元、末端电源采样单元、信号反馈光纤等部分，各个环节联系密切，任何一个环节出现问题都会影响到整体的低压配电系统运行。通过比较输入端和输出端信号，在智能中心控制系统控制IGBT和功率模块进行电压调节，最后加载到输出端实现全过程的控制。在系统的末端设置相应检测终端，比较分析检测信号和输入信号，输出后控制远端电压保持额定，最大程度上减少线路电能损耗。

低壓远距离供电尽管在以往某些时期效果突出，但是对配电方案和整体工程方案产生一定不利影响。根据实际情况调查了解到，最佳的通风方案是选择多个小功率的风机，在区间隧道内均匀布设，这样在满足实际需要同时，也可以减少能耗。但是，应综合考虑低压供电的距离因素，地铁工程多是在车站两侧集中布设风机设备，这样通风距离长、风阻更大，要求单位选择大功率和输出能力更强的风机[5]。如果大功率风机仍然无法满足区域的通风需要，可以从整体角度优化设计，增加投资在中间区域设置区间风井。但是区间风井的选址难度较大，并且工程量远远超出车站两侧集中布设风机设备，并且需要在风景内部创建高压跟随所，借助变压器将高压电降压转换，进而给风机设备运行提供电能支持。另外，如果高压跟随所不具备建设条件，通常只能选择大幅增加低压配电电缆截面，通过此种方式来满足实际需要，但同样的会增加施工成本，需要综合权衡考量。

结论：综上所述，智能中继电源装置在低压配电设计创新方面，应注重与时俱进，充分发挥现代化技术手段的优势，提升低压配电系统智能化水平，在打破供电距离条件限制下，实现整体工程方案优化，在保证工程质量同时，最大程度上减少工程总投资和后期维护成本。

参考文献

[1] 王国东，冯伟，郝占炯，高磊，张洁.基于二代中继系统的通用化SMA测控终端的设计[J].通信技术，2019，52（07）：1780-1787.

[2] 李继云.RS-485隔离中继器在矿用隔爆兼本质安全型电源中的应用[J].煤矿机电，2018，23（03）：86-88.

[3] 汪国灿，卜汪洋.智能中继电源装置低压配电设计创新[J].铁路技术创新，2018，10（02）：85-88.

[4] 张星.光纤通信中继站电源改造及维护技术[J].低碳世界，2017，23（10）：35-36.

[5] 丁钰.海底中继系统电源转换与模拟光放大技术研究[D].国防科学技术大学，2016.