對110kV變電站直流系統(tǒng)改造方案的探討

1、對110kV變電站直流系統(tǒng)改造方案的探討摘要：直流系統(tǒng)為變電站內(nèi)的設(shè)備提供直流電源，對變電站穩(wěn)定運行具有重要作用。當(dāng)運行年限較長的變電站的直流系統(tǒng)容量無法滿足日益增長的新增設(shè)備需求時，就需要對變電站直流系統(tǒng)進(jìn)行升級改造。本文結(jié)合實際工作經(jīng)驗，闡述了將直流負(fù)荷在新舊直流系統(tǒng)中倒換，可以實現(xiàn)不停電直流系統(tǒng)更換的改造方案。重點介紹了不停電直流改造的具體思路和步驟，并舉實例進(jìn)行說明。關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)并列饋線支路倒換不停電中圖分類號：TM64文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791202110c-0056-02對于一些運行年限較長的110kV變電站，其直流系統(tǒng)已經(jīng)老化嚴(yán)重，充電機(jī)發(fā)生故障頻率較高，另外

2、通過蓄電池充放電試驗也會發(fā)現(xiàn)蓄電池的放電容量已經(jīng)過低。再加上直流系統(tǒng)的饋線空開數(shù)量有限，已經(jīng)用完，無法接入新的饋線回路，對于變電站擴(kuò)建或增加新設(shè)備的要求無法進(jìn)行滿足。為了保證直流系統(tǒng)能夠為變電站各個設(shè)備提供可靠穩(wěn)定的直流電源，維護(hù)變電站直流用電設(shè)備正常運行，那么需要對該站進(jìn)行直流系統(tǒng)改造工程。1直流系統(tǒng)改造方案對110kV變電站的直流系統(tǒng)進(jìn)行改造的主要內(nèi)容是，將原來的直流饋線屏撤除，在主控室備用位置上重新擴(kuò)建新的直流饋線屏，并將所有的直流饋線輸出從舊的直流饋線屏轉(zhuǎn)出，由新的直流饋線屏進(jìn)行供電。改造主要包括以下幾個方面：第一，新直流饋線屏對饋線支路空開進(jìn)行了擴(kuò)容，為未來變電站的擴(kuò)建以及設(shè)備的增加

3、提供充足的直流饋線回路。第二，一些老變電站的原直流饋線支路采用屏頂直流小母線供電方式，各個屏柜的直流供電是從屏頂直流母線并接引入，一旦某一條直流饋線出現(xiàn)了故障，那么會對其他直流饋線回路的正常運行造成影響。在直流系統(tǒng)的改造方案中，按照?廣東電網(wǎng)公司變電站直流電源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?，為了提高直流系統(tǒng)的供電可靠性，直流系統(tǒng)的供電方式需改造成各個保護(hù)裝置均由直流饋線支路直接進(jìn)行供電的輻射式供電方式，每個間隔的控制電源、裝置電源和信號電源均具有符合標(biāo)準(zhǔn)的獨立性。第三，原直流系統(tǒng)采用12V/個的蓄電池，改造后將蓄電池的規(guī)格更換為2V/個的閥控式密封鉛酸蓄電池，使得蓄電池組的性能更加穩(wěn)定。第四，新的直流直流系統(tǒng)配置

4、在線監(jiān)測系統(tǒng)，實時監(jiān)測直流母線電壓，所有單個蓄電池的電壓、溫度、直流母線對地絕緣以及各個直流饋線支路對地絕緣等數(shù)據(jù)。在進(jìn)行直流系統(tǒng)改造的過程中，假設(shè)使得保護(hù)裝置電源、控制電源和信號電源等失電，那么失去直流電源的電力設(shè)備會處于沒有繼電保護(hù)的狀態(tài)，按照?廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司調(diào)度規(guī)程?，一次設(shè)備不得在相應(yīng)繼電保護(hù)裝置推出的情況下運行，一旦一次設(shè)備發(fā)生故障而由于直流系統(tǒng)的問題開關(guān)拒動，那么會引起越級跳閘，擴(kuò)大事故停電范圍。然而對于整個變電站的直流系統(tǒng)改造，不可能使得整個變電站的所有設(shè)備停運。因此，為了確保供電可靠性及變電站的正常運行，在對110kV變電站進(jìn)行直流系統(tǒng)改造的過程中，各個直流負(fù)荷不能失去直

5、流電源?？梢姡冸娬局绷飨到y(tǒng)改造的一個重要保障是直流負(fù)荷在新舊直流系統(tǒng)中順利倒換，實現(xiàn)不停電直流系統(tǒng)更換。2不停電直流系統(tǒng)更換的改造方案2.1新直流系統(tǒng)介紹對于110kV變電站，新直流系統(tǒng)多采用直流系統(tǒng)方案。正常情況下高頻開關(guān)模塊從兩路交流電源中選取其中一路作為交流電源輸入，經(jīng)過整流后為直流母線提供穩(wěn)定的直流，并同時為蓄電池組進(jìn)行充電。假設(shè)這一路交流電源失電，那么由交流配電單元切換到另一路備用交流電源，繼續(xù)為直流系統(tǒng)進(jìn)行供電。假設(shè)發(fā)生電源故障，兩路交流電源均失電，那么由蓄電池組為全站的保護(hù)設(shè)備、自動裝置、開關(guān)操作電源等提供直流電源。2.2直流系統(tǒng)不停電改造思路對于屏柜備用位置充足的變電站，新的

6、直流饋線屏安裝在備用位置上，而舊的直流饋線屏可以保存，那么可以將舊的直流系統(tǒng)作為直流系統(tǒng)改造過程中的臨時直流電源。當(dāng)新直流系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后，使用新、舊直流系統(tǒng)短時并列的方式，各個屏柜依次逐條接入新的直流饋線支路，然后再撤除舊的直流饋線支路，實現(xiàn)各個直流負(fù)荷不停電倒換。使用舊的直流系統(tǒng)作為直流系統(tǒng)改造過程中的臨時直流電源，一方面直流電源供電可靠性可以得到保障；另一方面也不需要另外增加一套臨時電源，降低了直流系統(tǒng)改造的工作量，提高了改造工作的平安性。值得注意的一點是，對于新投運的蓄電池組，其電壓和容量需要在充電完成后才能滿足運行需求，其作用是作為備用電源，為了確保老、舊直流系統(tǒng)在并列過程中的平安

7、和穩(wěn)定，兩套直流系統(tǒng)在并列過程中，采取高頻電源開關(guān)模塊整流后的直流電源進(jìn)行并列。2.3改造實例本文提出的直流系統(tǒng)不停電改造的方案是，逐條將各新、舊直流電源回路先并列，然后撤除舊的直流電源，實現(xiàn)各個直流支路負(fù)荷依次在新、舊直流系統(tǒng)之間不停電倒換，最終將所有直流饋線由新的直流系統(tǒng)供電。具體步驟以倒換某保護(hù)屏直流電源為例。第一步，當(dāng)新直流饋線屏安裝完成后，接入交流電源，經(jīng)整流模塊后輸出穩(wěn)定的直流電源。第二步，從新直流饋線屏敷設(shè)一根電纜到保護(hù)屏。在新直流饋線屏側(cè)按照設(shè)計選取對應(yīng)的饋線支路，將該饋線支路的空氣開關(guān)斷開，在新直流饋線屏后該饋線支路對應(yīng)的端子排上接入電纜。第三步，電纜的另一端引入保護(hù)屏，假設(shè)

8、保護(hù)屏端子排上正負(fù)直流電源有短接片，那么將新直流電源的電纜接入多余的端子位置。即將新直流電源的KM+電纜接入1D2，新直流電源的KM-電纜接入1D11。假設(shè)保護(hù)屏端子排直流電源上沒有短接片，那么可以在相鄰位置增加端子，并加上短接片后，再接入新的直流電源電纜。在接入過程中，需保障電源的正負(fù)極正確。在檢查后確認(rèn)接線正確并可靠后，確認(rèn)新舊直流系統(tǒng)電壓等級一致，并且滿足并列條件后，將新直流饋線屏上對應(yīng)的直流空氣開關(guān)合上，新的直流電源就和舊的直流電源并列了。第四步，將舊直流饋線屏對應(yīng)的空氣開關(guān)斷開，撤除舊直流饋線屏后端子排上對應(yīng)的電纜以及保護(hù)屏端子排1D1、1D10處的電纜。此時就完成了該直流負(fù)荷在新、

9、舊直流系統(tǒng)之間的倒換，該負(fù)荷轉(zhuǎn)為由新直流系統(tǒng)供電。3結(jié)語在直流系統(tǒng)改造過程中，新舊直流電源并列是最重要又薄弱的環(huán)節(jié)。一旦在并列過程中電壓不穩(wěn)定或失電，都可能導(dǎo)致保護(hù)裝置異常，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致事故。為了防止此類問題，在不停電倒負(fù)荷的過程中，一定要做好相應(yīng)的平安措施。如拆接電纜前應(yīng)先做好核對工作，逐條檢查。電纜接入前要用萬用表良好電源的正負(fù)電，防止發(fā)生錯接導(dǎo)致短路。新直流系統(tǒng)在并入舊直流系統(tǒng)前，應(yīng)調(diào)整好電壓，使兩套直流系統(tǒng)的電壓盡量接近，防止出現(xiàn)壓差和環(huán)流。在直流系統(tǒng)改造完成后，需檢查直流母線的電壓以及在線監(jiān)測系統(tǒng)是否存在異常。實踐證明，采用不停電的方式進(jìn)行直流系統(tǒng)改造，在控制好風(fēng)險的前提下，能夠滿足變電站各個直流負(fù)荷對直流電源的需