變電站直流系統(tǒng)改造中電源轉接問題的處理

變電站直流系統(tǒng)改造中電源轉接問題的處理摘要：隨著運行時間的推移，一些變電站舊有的直流電源已不可避免的出現(xiàn)穩(wěn)壓穩(wěn)流性能差、運行不穩(wěn)定的問題，面臨著逐步淘汰和改造。本文對變電站直流系統(tǒng)改造實踐中遇到的問題作了簡要分析，并就站內設備直流電源轉接中所面臨問題的處理提出了解決方案。關鍵詞：變電站；直流系統(tǒng)改造；電源轉接問題；處理措施1導言直流系統(tǒng)是變電站的一個重要組成部分，對變電站的正常運行起著十分重要的作用，我們不但要保證其在運行中設計、配置合理，而且要在其因老化淘汰而改造的工作中充分估計到所要面臨的問題，以便采取行之有效的措施。2直流系統(tǒng)的基本構成變電站直流系統(tǒng)通常由四個部分構成：交流配電單元、直流充電單元、直流饋線單元、蓄電池單元。1） 交流配電單元：交流配電單元主要包括兩路交流輸入電源，分別引自80VI、H段交流低壓母線。正常情況下兩路交流輸入電源一主一備，通過交流接觸器或監(jiān)控器實現(xiàn)主備功能的自動切換，當交流主電源失電時，備用電源能夠自動切入。2） 直流充電單元：包括高頻整流模塊、中央監(jiān)控系統(tǒng)等。充電母線上接有高頻整流模塊，高頻整流模塊的基本工作原理是：①交流電輸入經整流濾波后得到直流電，直流電再經過功率轉換器轉換成高頻脈沖電壓，高頻脈沖電壓經過高頻變壓器和整流濾波電路轉化為直流輸出電壓。②通過脈沖寬度調制電路來調節(jié)開關器件的導通時間和截止時間，這樣即可以使得穩(wěn)壓和穩(wěn)流精度得到提高，同時也可以獲得較短的動態(tài)響應時間。③采用軟開關技術以及無功功率功率因數(shù)校正技術，消除了開機浪涌，提高了功率因數(shù)。④采用低壓自主均流技術，使各模塊間的輸出基本平衡，即使其中的某一個充電模塊發(fā)生故障時，也不影響到系統(tǒng)的直流輸出。3） 直流饋線單元：包括合閘母線、控制母線、降壓硅鏈、直流絕緣監(jiān)測裝置以及直流負荷輸出開關，I、H段直流母線分段開關等。一般220kV變電站直流系統(tǒng)為220V電壓等級，110kV及以下變電站直流系統(tǒng)為110V電壓等級，合閘母線電壓高于控制母線電壓10V?20V，合閘母線通過降壓硅鏈給控制母線供電。降壓硅鏈單元由硅整流二極管串聯(lián)而成，其調整電壓產生于PN結恒定的正向電壓降，通過變換串聯(lián)在線路中PN結的數(shù)量來獲得所需的電壓降，從而起到電壓調節(jié)的作用。4） 蓄電池單元：包括蓄電池組、蓄電池巡檢儀等，蓄電池組通過直流熔斷器經蓄電池總開關連接于合閘母線上，交流供電正常時，變電站直流饋線負荷由交流電通過充電整流模塊的直流輸出供給，并經合閘母線給蓄電池組進行浮充電，當交流供電中斷時，蓄電池通過合閘母線向控制母線提供持續(xù)的直流供電，保證直流負荷用電不間斷。同時裝設在蓄電池一側的蓄電池巡檢儀對蓄電池電壓、充放電電流等進行實時的監(jiān)測采集并上傳至中央監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)可對直流電源系統(tǒng)各功能模塊上傳的電氣量參數(shù)進行實時監(jiān)測，遇有異常情況或發(fā)生故障時，發(fā)出故障報警信號，并通過通訊通道，將故障信息傳送到監(jiān)控后臺。3直流電源轉接裝置改造方法現(xiàn)階段直流電源設備改造更換作業(yè)中作業(yè)人員一般采取的都是瞬間停電法和帶電并接法。其中瞬間停電轉接法是在作業(yè)中站內重要設備直流電源短暫失電，這人為降低了設備運行的可靠性，在直流系統(tǒng)現(xiàn)場作業(yè)中，曾多次遇到過在保護設備瞬間失電時電網發(fā)生異常，而保護因失電源不正確動作的情況，此方法不但違反了國家電網公司《直流電源系統(tǒng)設備檢修規(guī)范》中關于直流系統(tǒng)改造工作中不允許停電負荷回路，需帶電轉接的要求，也使電網運行存在著極大的安全隱患。帶電并接法受新、舊兩套直流系統(tǒng)控制與合閘電源電壓設置差異，在負荷電源轉接作業(yè)中若新、舊直流電源設備分別直接與臨時直流電源并接，則無論怎樣調節(jié)，新、舊電源設備與臨時電源設備之間必然存在一個電壓差W5V，此時若采取饋線支路依次逐項轉接，將使新、舊兩套直流系統(tǒng)和蓄電池組造成多次環(huán)流沖擊，也人為降低了直流系統(tǒng)設備和蓄電池組的運行可靠性。如圖1所示。圖1直流電源舊設備和臨時電源設備直接并接以上這些情況使得檢修人員在直流設備改造作業(yè)中的轉接電源工作變得極為棘手。為解決站內裝置直流電源轉接中遇到的問題，曾作了很多嘗試，主要是基于:轉接電源工作中保證站內重要裝置不失電；轉接電源中臨時直流電源設備與新、舊直流電源設備互不干擾、沖擊。本著安全可靠、操作方便和提高工作效率的原則，在電源轉接作業(yè)中設計制作了單旁路插接切換直流電源轉接裝置，如圖2所示，裝置中接入臨時電源，裝置內設置各臨時電源支路饋線，并為臨時電源支路設置高通量ZP-300A-1000V二極管旁路。這樣在舊直流設備拆除時，可以使用直流電源轉接裝置先使臨時電源通過二極管旁路與正常運行電源（舊直流電源設備饋線）并列，合上微型空氣開關。待正常運行電源電纜拆除后，再短接二極管旁路，使臨時電源支路投入運行。這既保證了電源轉接時站內重要設備不失電，也有效避免了電壓差對兩套直流系統(tǒng)和蓄電池組的沖擊影響。在新直流電源設備組裝和調試完畢后，可以使用直流電源轉接裝置先使臨時電源再次通過二極管旁路，待正常運行電源（新直流電源設備饋線）壓接完畢并投入運行后，再將臨時電源退出運行。這也保證了電源轉接時站內重要設備不失電，并避免了電壓差對兩套直流系統(tǒng)和蓄電池組的沖擊影響。圖2單旁路插接切換電源轉接裝置考慮到要兼顧所有重要設備的不間斷運行，具體施工中采取了各直流電源支路逐項轉接的措施，這也有效杜絕了因裝置內臨時電源支路饋線眾多而發(fā)生誤操作的可能。在實際操作中我們也注意到有些站內設備二次回路電源接線端子無備用端子，這就使得直流系統(tǒng)改造工作中電源電纜帶電搭接極為困難，如圖3所示。圖3電源接線端子有無備用端子情況所以建議變電站重要裝置電源回路接線端子應配置可連備用端子，以方便直流電源系統(tǒng)改造作業(yè)。4總結綜上所述，變電站直流電源作為電力系統(tǒng)中的〃心臟〃部分，是變電站自動控制、繼電保護、動力、儀器儀表、信號、事故、照明等的重要工具，其性能和質量的好壞直接關系到機組、電網的穩(wěn)定的運行和設備安全，我們只有加快實現(xiàn)變電站直流系統(tǒng)自動化改造，才能避免一系列的電網事故，使變電站直流系統(tǒng)朝著自動化和免維護的方向快速發(fā)展，進而加快我國的電網事業(yè)。參考文獻：[1]阮航.變電