220kV變電站直流系統(tǒng)改造方案

1、*220kV 變電站直流系統(tǒng)改造方案通過對我局 5 座 220kV 變電站直流系統(tǒng)排查工作以后，變檢工 區(qū)、設(shè)計室根據(jù)檢查結(jié)果，查閱相關(guān)技術(shù)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)要求，進行了大 量的計算工作，現(xiàn)提出各變電站的直流系統(tǒng)整改方案如下：* 變1、*變直流設(shè)備配置現(xiàn)狀：全站設(shè)有直流充電裝置屏 1 面、饋線屏 1 面，*變直流充電裝置 為單套高頻開關(guān)電源，深圳奧特訊公司產(chǎn)品， 1999 年投運；配置蓄 電池 1 組，現(xiàn)有一組蓄電池共 107 節(jié)，單節(jié) 2伏， 300Ah ，1999 年投運。兩臺充電機， 其中一臺為相控充電機； 一臺為高頻開關(guān)電源； 正常時高頻開關(guān)電源帶蓄電池浮充并帶全站負(fù)荷運行， 相控充電機備 用

2、。進線為 QA 隔離加 300A 熔斷器，其熔斷時間為 200ms 左右， 不具備瞬時脫扣。2、接線方式：直流母線為單母線分段并列運行，直流負(fù)荷由兩 段母線引出，環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行，開環(huán)點設(shè)在直流饋線開關(guān)處。直流回路保險配置為四級。保護設(shè)備有空氣開關(guān)、熔斷器、保險 絲等。3、直流負(fù)荷統(tǒng)計*變共有220kV線路5回、110kV線路6回、10kV電容器6組, 主變2臺，220kV及110kV接線方式為雙母線帶旁路方式，10kV為 單母線分段方式。斷路器操作機構(gòu) 220kV、 110kV 為液壓、 氣動、彈簧或液壓氣動 操作機構(gòu)， 10kV 為彈簧操作機構(gòu)，保護裝置除商 2變、 10kV 電容 器保護外，

3、其余為微機保護，控制方式為有人值班常規(guī)方式。負(fù)荷統(tǒng)計情況：總正常工作電流實際測量為10.9A；4、改造方案1、加一組蓄電池。蓄電池選 200AH單節(jié)12伏共17節(jié)。屏裝并放 置在繼電器室內(nèi)。（最好選德國陽光，與原來的蓄電池品牌一樣 ）加 一臺充電機，選高頻開關(guān)電源。 10 安模塊選 4 只，原有的相控充電 機拆除。增加一面饋線屏（含母線及母聯(lián)開關(guān)） 。此屏配合新增充電 機和新增蓄電池使用。 將原來直流屏上單母分段改造成單母線， 并將 一部分負(fù)荷轉(zhuǎn)移至新增直流母線上。 將原來的合閘母線、 控制母線合 并為一條母線。將原直流系統(tǒng)作為一段，新直流系統(tǒng)作為二段，新增 聯(lián)絡(luò)柜作為分段。改造后的 * 變直

4、流電源系統(tǒng)配置為： 兩臺充電機分別帶各自的蓄 電池和直流母線運行， 母聯(lián)開關(guān)處于斷開位置。 符合國網(wǎng)公司的反措 要求。2、主控室內(nèi)的直流控制母線現(xiàn)為一組，本次改造在控制室第一排控 制屏上增加一組直流控制母線， 第一組控制母線分別從老直流饋線屏 和新增直流饋線屏引出， 第二組控制母線也分別從老直流饋線屏和新 增直流饋線屏引出。220KV線路的第一組控制電源和第一組保護電源 均從第一組控制母線引出， 第二組控制電源和第二組保護電源均從第 二組控制母線引出。3、前商 2、商 222 開關(guān)均為一組操作回路，各增加一組操作回路。4、直流屏上的各直流出線和各保護屏的保護電源用的均為空氣開關(guān)， 而控制屏上各

5、間隔的控制用的大部分為保險，只有商張 1、開商 2、 商健 1、商 221 間隔的第二組控制回路用的是空氣開關(guān)，同一個直流 回路中既有保險又有空氣開關(guān)， 不便于相互之間的配合。 為便于上下 級間的配合， 對于既有空氣開關(guān)又有保險的直流回路， 將保險全部換 成空氣開關(guān) , 空開型號按計算結(jié)果。5、將直流回路中的交流空氣開關(guān)全部換成直流空氣開關(guān)。6、將控制屏后的“主控室南”和“主控室北”刀閘去掉，只保留直 流屏上的“主控室南”和“主控室北”兩個空氣開關(guān)。7、合閘回路中各間隔的保險全部換成空氣開關(guān)，并實現(xiàn)上下級間的 配合。根據(jù)計算得出結(jié)論：1、根據(jù)計算結(jié)果，原直流饋線開關(guān)在末端短路時很多分路都有 可

6、能誤動，建議更換開關(guān)為 GMB32-20卅關(guān)（帶短延時）。2、改造合閘電源分路保險為直流斷路器， 110kV 斷路器為液壓 機構(gòu)，跳合閘回路電流均為 2A,因此取3A空開即可。同時經(jīng)過 計算，合閘回路中20A熔斷器位置并不合適，對保護也無法整定， 建議取消現(xiàn)場總?cè)蹟嗥?，并且合閘母線跳接的開關(guān)僅做分?jǐn)嘤茫?不設(shè)立保護。3、站用變室已全面改造， 變成全部低壓設(shè)備， 不需要直流電源， 取消本回路。4、110kV南區(qū)、220kV南區(qū)20A保護瞬動保護在網(wǎng)絡(luò)末端不能實 現(xiàn)，即時改成16A仍不能滿足整定倍數(shù)及靈敏性要求， 因此有兩 種解決方案， 一、保留此開關(guān)， 利用直流斷路器延時特性在線路 末端短路時延

7、時跳閘。二、更換開關(guān)仍為20A開關(guān)，但短路電流 整定倍數(shù)改為 5 倍。5、110kV北區(qū)、220kV北區(qū)20A保護瞬動保護在網(wǎng)絡(luò)末端不能滿 足靈敏性要求， 再小又不符合額定電流大小， 因此有兩種解決方 案，一、保留此開關(guān)， 利用直流斷路器延時特性在線路末端短路 時延時跳閘。二、更換開關(guān)仍為20A開關(guān)，但短路電流整定倍數(shù) 改為 5 倍。6、10kV電容器室東西均有負(fù)荷，按反措要求形成了環(huán)網(wǎng)，必須改正，僅用一路送電。且經(jīng)過計算，東線靈敏度達不到，西線短 路電流整定就達不到，因此都有問題。改造方案同第3、 4條。7、所有保護回路較亂，有熔斷器亦有交直流斷路器，根據(jù)反措 要求，堅決更換直流回路中交流斷

8、路器， 因此從保護班提供圖紙 中，110kV8個C1Muliti9型斷路器拆除（根據(jù)要求，一般保護 柜上斷路器均短接不用），1#主變221控制二C6更換。根據(jù)負(fù) 荷電流220kV 110kV及10kV電容器控制回路改為3A。8、反措中 14.2.1.2 兩套保護裝置及重要負(fù)荷的直流電源應(yīng)取自 不同蓄電池組供電的直流母線段，因此220KV兩套保護中的一套及重 要負(fù)荷應(yīng)重新調(diào)整至這次技改新上直流裝置中。9、更換10kV電容器200A開關(guān)為20A開關(guān)。10、根據(jù)220kV保護反措，新增保護控制小母線，所有保護裝置電源 均引自保護小母線。11、取消控制回路中前排刀閘的保護性能，僅保留斷合功能。12、原

9、直流柜單母分段改為單母線。13、對于事故預(yù)告總信號回路，因圖紙找不到，未定論14、110kV控制回路與保護電源回路分開。F面列表說明各回路總體結(jié)論:饋線名稱結(jié)論遠(yuǎn)動電源合適載波電源合適遠(yuǎn)切電源利用20A開關(guān)的反延時特性，20A開關(guān)的動作電流大于3A的動作時間110kV北區(qū)不能滿足靈敏性要求。一、保留此開關(guān)，利用直流斷路 器反時限特性在線路末端短路時延時跳閘。 二、更換開 關(guān)仍為20A開關(guān)，但短路電流整定倍數(shù)改為 5倍。110kV南區(qū)不能滿足整定倍數(shù)及靈敏性要求，一、保留此開關(guān)，利 用直流斷路器反時限特性在線路末端短路時延時跳閘。二、更換開關(guān)仍為20A開關(guān)，但短路電流整定倍數(shù)改為 5倍。220k

10、V北區(qū)不能滿足靈敏性要求。一、保留此開關(guān)，利用直流斷路 器反時限特性在線路末端短路時延時跳閘。 二、更換開關(guān)仍為20A開關(guān)，但短路電流整定倍數(shù)改為 5倍。220kV南區(qū)不能滿足整定倍數(shù)及靈敏性要求，一、保留此開關(guān)，利 用直流斷路器延時特性在線路末端短路時延時跳閘。二、更換開關(guān)仍為20A開關(guān)，但短路電流整定倍數(shù)改為 5倍。10kV電容器東不能滿足靈敏性要求。一、保留此開關(guān)，利用直流斷路 器延時特性在線路末端短路時延時跳閘。二、更換開關(guān) 仍為20A開關(guān)，但短路電流整定倍數(shù)改為 5倍。10kV電容器西不能滿足整定倍數(shù)及靈敏性要求，一、保留此開關(guān)，利 用直流斷路器延時特性在線路末端短路時延時跳閘。二、

11、更換開關(guān)仍為20A開關(guān)，但短路電流整定倍數(shù)改為 5倍?？刂票崩?0A開關(guān)的反延時特性，20A開關(guān)的動作電流大于3A的動作時間控制南利用20A開關(guān)的反延時特性，20A開關(guān)的動作電流大于3A的動作時間保護北利用20A開關(guān)的反延時特性，20A開關(guān)的動作電流大于3A的動作時間保護南利用20A開關(guān)的反延時特性，20A開關(guān)的動作電流大于3A的動作時間事故照明不詳控制電源二不詳逆變電源不詳通過上述計算結(jié)論，距離長短是決定開關(guān)的瞬動保護是否成立的 關(guān)鍵條件， 但往往很難在長距離中實現(xiàn)， 因此就必須了解直流斷 路器的工作特性， 它可以按照整定倍數(shù)瞬動， 也可以在瞬動保護 不動的情況下， 利用過負(fù)荷長延時跳閘，

12、 這同時也就是各種反措 中為什么未要求必須進行計算， 而僅僅要求必須滿足級差 2-4 級 的原因。* 變1、*變直流配置現(xiàn)狀：現(xiàn)有一組蓄電池共 107 節(jié)，單節(jié) 2 伏，300AH ；兩臺充電機，其中一臺為相控充電機；一臺為高 頻開關(guān)電源； 正常時高頻開關(guān)電源帶蓄電池浮充并帶全站 負(fù)荷運行，相控充電機備用。進線為 QA 隔離加 300A 熔 斷器，其熔斷時間為 200ms 左右，不具備瞬時脫扣。2、接線方式：直流母線為單母線分段并列運行，直流負(fù)荷由兩段母線引出，環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行，開環(huán)點設(shè)在直流饋線開關(guān) 處。直流回路保險配置為四級。保護設(shè)備有空氣開關(guān)、熔斷器、保險 絲等。3、直流負(fù)荷統(tǒng)計*變共有22

13、0kV線路4回、110kV線路10回、10kV電容器4 回，主變2臺，220kV及110kV接線方式為雙母線帶旁路方式，10kV 為單母線分段方式。斷路器操作機構(gòu) 220kV、 110kV 為液壓、 彈簧、氣動或液壓氣動 操作機構(gòu)， 10kV 電容器為彈簧操作機構(gòu)，保護裝置除 220kV 失靈保 護、 110kV 母線保護、 10kV 電容器保護為電磁式保護外，其余為微 機保護，控制方式為有人值班常規(guī)方式。負(fù)荷統(tǒng)計情況：總正常工作電流實際測量為 9.4A；改造方案1、增加一組蓄電池。蓄電池選 200AH單節(jié)12伏共17節(jié)。屏裝并 放置在繼電器室內(nèi)。 （最好選德國陽光，與原來的蓄電池品牌一樣）

14、增加一臺充電機，選高頻開關(guān)電源。 10 安模塊選 4 只，原有的一臺 相控充電機保留作為備用。 將原來的合閘母線、控制母線合并為一 條母線。將原直流系統(tǒng)作為一段，新直流系統(tǒng)作為二段，新增聯(lián)絡(luò)柜 作為分段。改造后的 * 變直流電源系統(tǒng)配置為： 兩臺充電機分別帶各自的蓄 電池和直流母線運行， 母聯(lián)開關(guān)處于斷開位置。 第三臺充電機處于備 用狀態(tài)，其可在兩段母線之間切換，任何一臺充電裝置退出運行時， 投入第三臺充電裝置。符合國網(wǎng)公司的反措要求。2、* 變電站現(xiàn)在仍是一組直流控制小母線，兩組跳閘線圈共用一組控制電源，不符合反措要求。在#5控制屏與# 9控制屏之間（220KV區(qū)）裝設(shè)第二組直流控制小母線。

15、在直流屏 14P上引出至# 5控制屏 頂?shù)诙M直流控制小母線。在直流屏 15P上引出至# 9控制屏第二組 直流控制小母線。 在直流屏頂采取有效絕緣措施， 防止誤碰其他直流 母線。3、拆掉直流屏 15P 至 II 光梁保護屏的保護電源。 II 光梁保護屏的 第一組保護電源取自第一組控制電源， 第二組保護電源取自第二組控 制電源，采取有效措施防止保護失去電源。4、 將梁 22 旁保護電源自本間隔的控制電源引出。（原直接從控制小 母線引出）采取有效措施防止保護失去電源。5、在220KV控制屏各間隔，跳通屏頂?shù)诙M控制小母線與第二組控 制保險之間的連線，再拆除 201 與 101， 202與 102之

16、間的短接線。 防止直流失壓。6、在中心控制屏上增加一組 220KVPT重動繼電器動作直流保險，增加一組110KVPT重動繼電器動作直流保險。保險配置為6A。采取有效措施，防止PT二次電壓回路失壓。7、將部分保護裝置交流空氣開關(guān)換為直流空開?？臻_容量的大小等 待設(shè)計結(jié)果。8、合閘網(wǎng)絡(luò)保險配置等待設(shè)計結(jié)果。 根據(jù)計算結(jié)果得出結(jié)論：（1）、原直流系統(tǒng)饋線開關(guān)為 20A 的熔斷器，建議更換為GMB32-20A直流斷路器（帶短延時），除10kV南段為電磁機構(gòu)，合閘電流較大，饋線開關(guān)經(jīng)過計算，選擇 100A。（ 2 ） 、根據(jù)保護班直流負(fù)荷統(tǒng)計表看出，所有負(fù)荷電流均較小，除10kV電磁機構(gòu)合閘電流較大，按

17、40A選擇外，其余均不大于 3A,因此末端負(fù)荷開關(guān)均按3A考慮。4、為統(tǒng)一管理，所有回路均可以按三級考慮，若中間有增加開 關(guān)，取消其保護性能，僅作為斷合線路用。5、根據(jù)220kV保護反措，新增保護控制小母線，所有保護裝 置電源均引自保護小母線。6、反措中 14.2.1.2 兩套保護裝置及重要負(fù)荷的直流電源應(yīng)取 自不同蓄電池組供電的直流母線段，因此 220K V兩套保護中的 一套及重要負(fù)荷應(yīng)重新調(diào)整至這次技改新上直流裝置中。 （從 計算表中可以看出）7、所有保護回路較亂，有熔斷器亦有交直流斷路器，根據(jù)反 措要求，堅決更換直流回路中交流斷路器。8、通過計算表同樣可以得到，遠(yuǎn)距離送電時瞬動保護整定很

18、難 配合，靈敏度和 10倍整定值較難全不滿足，因此必須了解直流 斷路器的工作特性， 它可以按照整定倍數(shù)瞬動， 也可以在瞬動保 護拒動的情況下，利用過負(fù)荷長延時跳閘（20ms左右）。9、直流系統(tǒng)中去10kV配電室電源多達9路，不知是何原因。*變1、*變直流配置現(xiàn)狀：現(xiàn)有一組蓄電池共 103 節(jié)，單節(jié) 2伏， 370AH ； 兩臺充電機，皆為相控充電機，一臺為主充電機，另一臺為備用；正 常時主充電機帶蓄電池浮充并帶全站負(fù)荷運行， 備用充電機處于熱備 用狀態(tài)。2、接線方式直流母線為單母線分段并列運行，直流負(fù)荷由兩段母線 引出，環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行，開環(huán)點設(shè)在直流饋線開關(guān)處。直流回路保險配置為四級。保護設(shè)備有

19、空氣開關(guān)、熔斷器、保險 絲等。3、直流負(fù)荷統(tǒng)計*變共有220kV線路4回、110kV線路9回、10kV電容器6回， 主變2臺，220kV及110kV接線方式為雙母線帶旁路方式，10kV為 單母線分段方式。斷路器操作機構(gòu) 220kV、 110kV 為液壓、彈簧或氣動操作機構(gòu)， 10kV 為彈簧操作機構(gòu)， 保護裝置除 220kV 失靈保護、 110kV 母線保 護、 10kV 電容器保護為電磁式保護外，其余為微機保護，控制方式 為有人值班常規(guī)方式。負(fù)荷統(tǒng)計情況：總正常工作電流實際測量為10.0A；改造方案其現(xiàn)狀為兩臺充電機， 一套蓄電池， 必須新增一套蓄電池。 將原 電池帶在 1 號充電機上，新增

20、電池帶在二號充電機上，利用原 分段開關(guān)實現(xiàn)分段。1 、原直流系統(tǒng)饋線開關(guān)為 25A 的熔斷器，建議更換為 GMB32-20A 直流斷路器（帶短延時）。進線為QA隔離加300A熔斷器接線， 其熔斷時間為200ms左右，不具備瞬時脫扣。2、根據(jù)保護班直流負(fù)荷統(tǒng)計表看出，所有負(fù)荷電流均較小，因 此末端負(fù)荷開關(guān)均按3A考慮。3、根據(jù)短路計算，m點選擇300A熔斷器，其熔斷時間為200ms 左右，不具備瞬時脫扣。 在下一級 f 點短路時， 遠(yuǎn)距離送電時瞬 動保護整定很難配合，靈敏度和 10 倍整定值較難滿足，因此若 不更換開關(guān)， 開關(guān)在短路時瞬時保護拒動的情況下， 可以利用過 負(fù)荷長延時跳閘（20ms左

21、右）?；蚋鼡Q開關(guān)，降低短路電流倍數(shù)。4、根據(jù)保護反措，新增保護控制小母線，所有保護裝置電源 均引自保護小母線。5、反措中 14.2.1.2 兩套保護裝置及重要負(fù)荷的直流電源應(yīng)取自不同蓄電池組供電的直流母線段，因此 220K V兩套保護中的 一套及重要負(fù)荷應(yīng)重新調(diào)整。6、所有保護回路較亂，有熔斷器亦有交流斷路器，根據(jù)反措 要求，堅決更換直流回路中交流斷路器與熔斷器。1、*變直流配置現(xiàn)狀：現(xiàn)有一組蓄電池共 103 節(jié)，單節(jié) 2 伏， 400AH ；一臺充電機，為高頻開關(guān)電源，含 20 安模塊 4只； 正常時高頻開關(guān)電源帶蓄電池浮充并帶全站負(fù)荷運行。 接線方式直流母線為單母線分段并列運行， 直流負(fù)荷

22、由兩段母線 引出，環(huán)網(wǎng)開環(huán)運行，開環(huán)點設(shè)在直流饋線開關(guān)處。直流回路保險配置為三級。保護設(shè)備為空氣開關(guān)、熔斷器，多為 空開，少數(shù)熔斷器。3、直流負(fù)荷統(tǒng)計*變共有220kV線路3回、110kV線路7回、10kV電容器4回， 主變2臺，220kV及110kV接線方式為雙母線方式，崔 220、110 作母聯(lián)開關(guān)，10kV為單母線分段方式。斷路器操作機構(gòu) 220kV、 110kV 為液壓或彈簧操作機構(gòu)， 10kV 為彈簧操作機構(gòu)，全部為微機保護，控制方式為有人值班常規(guī)方式。負(fù)荷統(tǒng)計情況：總正常工作電流實際測量為 9A； 改造方案：其現(xiàn)狀為兩臺充電機，一套蓄電池，必須新增一套蓄電池。 將原電池帶在 1 號充電機上，新