变电站直流系统改造技术

科Ｌ．２０　葫　应用方法论　变电站直流系统改造技术　沈亮　（安吉县供电局，浙　湖州３１３３００）　摘要　于变｝ｕ站伍流系统的改造难度人，风险商，必须缔合变＿乜站实际情况，综合性、系统　¨：、科学性的挺…ｌ卡｝｛关改造技术　施，以　保证改造过程中Ｉ包　Ｊ系统的安伞运行，避免相灭事故或肯缺失的发生，文章主要以ｊ１０ｋＶ＇￣电站直流系统为研究埘象，引对　前变｝　站直　流系统运行过程巾存在的不足，－Ｎｔｔｔ　ｒ改造、　变电站直流系统的技术　｝施　关键词变ＩＵ站；直流系统；改造；　题；＾‘案　中图分类号ＴＭ　文献标识码Ａ　文章编号１６７３—９６７Ｉ一（２ｏ１　Ｉ）１０１—００９９—０２　直流系统是变电站的动力核心．为继电保护设备、自动装置、监控　化的不断深入，以及电网规模的扩大，必须对仔存以　缺陷的变电站卣　系统、远动系统等电气设备的止常运行和遥控操作提供直流电源保证。　流进干亍政造，但供电模式下的１　１０ｋＶ综合自动化变电站的改造也　荇　伴随着电力、通信、计算机技术的匕速发展，微机　保护装置和安伞自　一一些问题：①存一些变电站巾，囚为服役日、Ｊｌ＇￣ｑ较长，需要日常维护的铅　动装置被广泛Ｊ、Ｉｆ用于变电站，这就对站用直流电源提　ｒ更高的要求。　酸蓄电池和商流电源系碱性蓄电池组，已不能适　电力系统继电保护装　日前而言，大部分Ｉｌ０ｋＶ常规变电站的直流系统为电磁犁　流设备（卡Ｈ　置，尤其足不能适应微机保护装置对直流电源的安伞技术标准．．②在更　控硅整流电源），这种直流系统在精准性、町　、稳定性、纹波系　换过程中．如果发牛断线、短路或者接地等问题时．都板有町能敛使保　数、效率等力‘　都已不能满足电网的发展趋秘．以及二次设备的心用要　ｔ装置溪动或机动造成大币ｆ积停｝乜发生，更为严重的能造成电网事故　求，变电站　流系统的改造将是不可避免的趋势．也是电力系统持续发　为厂保汪供电的安伞呵靠要求住伞站不失去直流电源的情况下更换，也　展的需　就是不停电进行直流系统更换　③直流改造￣，ｉｉＨ直流屏不能带电移｝｝Ｊ，　１变电站直流系统运行及改造存在的问题　新直流屏小能带电就佗，以确保设备及人身的发全。新、旧直流屏电路　随着电力技术的发展，许多１　１０ｋＶ常规变电站被改造成综合自动化　割接的难度大，在旧屏转换为新屏的过程中，如何确保继电保护及开ｌ父　变电站以实现ｒ尤人值优，原有直流系统的缺陷逐渐　现　来，这些缺　操作所需的直流电源安全叮靠，成为了１１０ｋＶ变电站直流系统改造１　程　陷是不能适应电嘲的发展趋势的．所以必须对其进　改造　“｛前大多数　需要解决的关键问题。　１　１０ｋＶ变电站仍采用单电单充直ｆｊ｝ｃ系统供电模式。传统的变电站直流系　２变电站直流系统改造方案　统主要呈现　以下几个力‘面的问题：　直流系统改造的日的就是提高　流系统运行的可靠性和供电质量，　１）Ｉ　作母线结线　置复杂。榨制屏中　流母线水平置于屏的中　这足衡量直流电源的重要指杯．所以需要综合性、科学性的制定改造　部．屏顶还设有多根小母线主要是控制信号音响等，网结构复杂和设　‘案。　备问距比较小，在设备　现接触不良等与之相关的问题ＨＩｆ而难以处王平　存变电站直流系统改造过稗中对于合　电源及控制电源需些做　以　解决。　下情况说明：　２）灯光信号和仪表维护闲难。传统的直流屏．『｛＿Ｉ于其屏的正而不　１）变电站断路器合闸电源仅在断路器合闸时使用，因为平时空　使用活动¨的力‘式，这样就不能更换装于屏而ｆ：损坏后的仪表、信号等　载，所以允许短时的停电，因此在更换过程中不再对合闸电源进行说　设备。　明，停用各馈线重合闸就可以ｒ。　３）绝缘监察装置动作灵敏度不高。传统的直流系统ｍ能能正确反　２）要保汪电力设备的安伞运行，控制、保护电源及信号电源至关　映单极明显接地现象，佴无法反映｝“正确的接地Ｉｉ＿】Ｉ１路，因为它主要是采　重要，绝不允　：中断。因此，主要对控制电源进行情况说明。对原有直　用电磁式绝缘监察装置反映直流系统的接地，才会导敛这利，现象发牛。　流系统馈线嘲络进行认真的核查后，／Ｉ‘能制定更换方案，总体的更换方　４）通讯接几卜ｊ微机进行联接时兀法提供数据。随着电力系统自动　法是：利用临时系统转接负载来搭建一个简易的临时直流系统，如　ｌ　Ｉ　蛇默　境　Ｔ　Ｔ　Ｔ　Ｔ　直流母竣　ｌ　’　ｌ　ｌ　Ｉ　ｌ　＾漉母境　、、：　Ｉ　ｌ　ｌ　Ｉ　’　由由　０　ｍ　网１施Ｔ方案冈　ｌ００　应用方法论　赫蔷　所示。用临时电缆将馈线支路直流，是ｍ这条支路的受也侧也源接入点　而引至空气开荚的下侧。此时．就相当于把原来的直流电源引至空气开　关的下　‘向。在它具体的实施　法卜　ｆ　以下两个疗案：①先把原来的　直流系统断掉。然后把卜网中的空气开关和卜，这样做的有利之处是两　套直流系统『自】的转换过程简单化。虽然在这种转换过程比较怏，但是瞬　问的变化直流电压，很容易产生一些严重的后果，例如：电源捅什损　坏、保护装置误发信号等。为了避免这　问题要提前申请退　伞站的保　护出Ｉ　Ｉ压板，等到直流系统转换完成后再恢复压板，而日．必须在新的直　流系统安装调试完成后，冉重复一次卜述的过稗，然后拆除ｌＩ　寸直流Ｉ乜　源。这样至少需要２ｈ左有的操作过程．这足不能允许的，　为　这段时　问内，就相当于变电站在没有保护的情况下运　。②首先把空气开关闭　合，把临时直流电源合并入系统拆去原来的直流电源，等新的直流屏安　３）Ｉ　时接线时考虑引线截而，各连接头接触良好、牢冈。由于一　般的临时允电机只有一路交流电源输入，这样为＿『不计失去交流电带来　的一些问题发生，在更换之前就血对站用低压备用电源自动投人功能进　行柃查试验。　４）电池容越选择和模块的配置。首，尤电池容量在选择时要进行直　流负荷的整理统计，直流负荷按性质通常分为经常负荷、冲击负荷、事　故负荷．．经常负荷的作用是保护、控制、自动装置及通信的设置。冲击　负荷足指极在短时间内，增加大电流负荷。冲击负荷是指在瞬间时间内　来增加的大电流负荷，例如合闸操作、断路器分等。事故负荷是指在停　电后，必须采用直流系统供电的负荷，比如：通信设置、ＵＰＳ等。针对　以　ｉ种直流负衙统计分析，就可以把事故状态下的直流放电容量整理　计算　。一般直流系统的蓄电池（２２０ｋＶ的变电站）要选用两组电池的　装和调试完成后，然后重复以卜的方法拆掉』ｌｉｉｉ时直流系统就可以。这样　容量是ｌ５ＯＡＨ～２００ＡＨ。直流系统的蓄电池（１ｌ０ｋＶ的变电站）要选择　做的缺点在于容易导致不同直流系统问产生压差，而日．冈为薷电池的内　一组电池容量是ＩＯＯＡＨ～ｌ５０ＡＨ。直流系统的菁电池（３５ｋＶ的变电站）　阻较小致使容易产生较大的环流。同时这样做也有很多优点：第一，确　要选择一组电池容量是５０ＡＨ～１００ＡＨ。模块数越的配置是要伞部模块　保了在更换直流的过程中可以保持对外的直流供电；第二，更换过程中　…额定电流总值要大于或等于最大经常负荷加蓄电池充电电流。例如：　避免了对保护设施压板的操作，所以选用这利Ｉ　法。避免产牛环流，町　ｌＯＯＡＨ的蓄电池纰，它的充电电流是０．１ｃ１００＝－１０Ａ，在没有计算经常负荷　以调整临时直流系统的电压来把两套直流系统问的电　差缩小，并缩短　时，选用两台额定电流５Ａ电流的模块就可以满足对蓄电池的充电，要实　两套直流系统并联时间，这样就把环流的影响降到了最低程度。　现Ｎ＋Ｉ冗余总共选择３台５Ａ模块。　根据卜面成功的实验　‘案，制定了下面直流屏更换“旧直流屏一临　５）尽量避免　史＿换过稃中对变电站设备进　遥控分、合闸操作。　时直流电源系统一新直流屏”供电转换施Ｉ：力　法：用临时充电机和电池　如必须操作，只能在变电站手动分、合闸。更换过程中密切监视直流系　组搭建一个『ｌｉｉｉ时的系统，将直流馈供支路转到临时直流系统空气开关下　统电压情况。　面；在临时直流系统中引　一组直流电源，然后接到夺气开父　力‘，冉　６）直流系统改造过程巾为厂确保设符及人身的安命，旧直流屏不　把原直流系统的充电机停止使用；切断原来直流屏的馈供支路行合川　能带电移　，所以在拆除Ｊ门　流屏前　确保设备　带电。　时充电机的交流输入电源，合并空气开关，这样负载转到ｌ　时直流电源　４结束语　供电；这样使临时直流系统ｒ：作正常；切断ＪＨ直流屏交流输入电源拆除　通过对变电站直流系统改造及对显示模块、告警模块、手动调压、　旧直流屏；新直流屏回到原来的位置，然后安装Ｉ乜池，连线接交流，并　调试正常；重复Ｉ－＿述　去，就可以把负载接人新的直流屏；核对榆查一　控制方式等方而的测试，各个部分的操作和功能都得到了改善，满足相　卜各馈供支路极性是否正确，新『算是否运行正　常　。　父技术要求．订．蓄电池组放电容　充足，池电压均衡、平稳。政造后的　直流系统满足变电站设备对直流系统可靠性、安仝性、稳定性等　面的　３变电站直流系统改造注意事项　要求。为保证五常变设备的，立令运行起到至关重　的作用。　Ｉ）事先熟悉现场直流系统设备实际接线　纸、负荷电缆Ｈ｛线走　向．核实原直流接线合闸正母线与控制母线是正极还是负极共用，ｆｌ『缃　查看Ｉ　作地点与其他设备运行是否相互联系。　２）更换前．需要对作为临时系统的蓄电池组进　仔细检查，将电　池组充好电，测量其输出电压是否满足要求，以保证临时供电系统的町　靠性。直流系统大多采用辐射型供电，负载线路多，在切改过程中为了　参考文献　防止　现漏倒的现象，要求我们提前做好负载线路的标识Ｉ：作，将　线　ｆ１１贺海仓．朱军．变电站直流系统配置应沣意的几个问题ｌ　Ｊ１．钾１加Ｉ　，２Ｏ　名称与电缆一一对应清楚，并标识明确。　Ｉ２　Ｊ黄振强－林　风．Ｉ　ｌ０ｋＶ变电站直流系统剐析ｌＪ　１．电力学报，２０１０，６．　（卜接第９８页）　电损失指　于　电　ｆ１Ｉ以减少这　ｉｘ，Ｊ￣ｉｄ电网供电｜ｌｒ　Ｉ￣Ｉ－Ｗ，Ｊ影响。　同　２）停电拟失的评什方法，　想提供史为安伞、更加町意的，１１　Ｊ供　的没计方案其一ｌｆ靠　足不Ｉ一】的，　中年缺ｒｕ量指杯适合Ｊｆ】于评价　１『靠　应，就要求对配电系统供｝Ｕ的可　性进行研究，从而获得最优的绛济效　的货币价仇　论文　点考虑年缺Ｌ　ｉｔ，　位ＩＵ　的停｝乜给Ｊ｝】户造成的拈ｉ　益和最仆的社会敛豁．．为此，对配电系统进　科学合刖的规划成为我　失获取力‘法　事　异．　．经济建设和群众Ｈ常生活急需解决的重大课题，　为Ｊ，顺膻这一嘤求．　５结束语　也　供也可靠性的研究丌前　鲐成为『乜力领域研究热点　¨前，我ｆ　Ｌ三　纠　ｌ、有汁划地Ｊ【：展了　电『圳供电ｌｌｆ锘　的研究ｆ‘作，　ｌｈＪ接停电　奉义研究的ｆｌ的就足婴从挺高供ＩＵ可非一　、他年综介　川最少的角　度，确定一种分段　ｌ：父优化　的　‘法，使得供Ｉ　叮　赞ｆｌｊ（停电　拐！ｌ人，足１ＩＩ于问接停ｌ乜　电系统供Ｉ乜的”ｒ锆　ｒｌ：．在旧家经济发腱不１】　础　损火和投资之和）最小　，［　此．小文符重泔沦｛ＯｋＶＳｄ电嘲的供电・Ｉｆ靠　建设Ｉｆｔ的地ｆ　就越来越醺婴，对群众乍　的影响越来越大．　．３）供电Ｉ『Ｊ靠忡的经济　价　于　史的原冈，我　＿【，ｌ＝多地　‘　电　问题，利ＨＪ戈０分模块、　络等值的　‘法埘复杂配ＩＵ州进　简化，得ｆＩＩ一　的网络结构小合　，一些电｝删结构满址不ｒ安伞标准，即往受端系统　个ｌｈ　丁帧上火巾驳组成的简　射刑配电网模　，在此帧，　々荩础ｌ　运　ｌ上Ｉ发生任何严重单一故障时，不能可靠、怏速地切除故障，ｍ于配ｆ乜　』］ＩＦＭＥＡ￣：：，从　简捷、怏速地求得系统的符项”ｒ椎　指标，　’　用户直接相连，停电损失的计箅是很复杂的。保持系统稳定　４）电源的供电能力。即变电站根撕需要，持续、　断地提供电　力、电量的能力。即在受端系统内发生任何严重单一故障时，不能可　靠、快速地切除故障，由于配电网与用户直接相连，停电损失的计算是　参考文献　很复杂的。与此同时这种熔断器的保护特性与１０ｋＶ线路保护配合也不正　【Ｉ】陈文高．配电系统可靠性实用基础【ＭＪ　Ｅ京：中国电力出版社，２００８．　确。当配变容量增大时，其熔体额定电流值也会随着增大。配电网的停　［２］曹伟．１０ｋＶ￣电网规划的供电可靠性评估和应用【Ｄ】．湖南：湖南大学，２００９