陸萍娟

摘 要：在變電站系統(tǒng)運行過程中，220 kV變電站直流系統(tǒng)為整個變電站提供直流動力，以保障變電站系統(tǒng)的正常運作?，F(xiàn)在，220 kV變電站直流系統(tǒng)使用的多為浮充式供電方式，對它進行改造時，主要是從蓄電池的配置、直流線路的布局、線路保護裝置等方面著手。通過對這些方面進行分析，對220 kV變電站直流系統(tǒng)的改造提出具體的建議，使直流系統(tǒng)更為可靠、穩(wěn)定。

關鍵詞：220 kV變電站；直流系統(tǒng)；線路連接；改造

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）02-0032-02

在發(fā)電廠和變壓器裝置中，常配置由蓄電池組、充電設備和直流饋線等組成的直流電源系統(tǒng)，以滿足變壓器中的輔助裝置用電需求，例如控制電路、通信電路和事故照明等裝置，此外還可用于一些電路的直流電源使用。所以，變電站中直流系統(tǒng)的設計和實施決定著直流供電的穩(wěn)定性，進而影響到變電站的正常運作。

目前，使用的220 kV直流供電系統(tǒng)常用的是浮充式供電方式，即在整流器和蓄電池的協(xié)同作用下對系統(tǒng)進行供電。其工作原理是整流器對變壓器中的交流電進行整合，以供直流系統(tǒng)進行供電，蓄電池處于充電狀態(tài)以備用——當系統(tǒng)中發(fā)生沖擊直流載荷或是交流電源出現(xiàn)問題無法供電時，便啟用蓄電池進行供電。因此，浮充式電源系統(tǒng)在充分考慮電網(wǎng)發(fā)生故障時的供電方案的情況下，可實現(xiàn)對變壓器的穩(wěn)定性供電。

1 220 kV直流供電系統(tǒng)的基本設備

1.1 蓄電池組

蓄電池系統(tǒng)是220 kV直流供電系統(tǒng)的主要供電設備，其主要供電原理是將吸收得到的電能以化學能的形式進行存貯，并在需要時將化學能轉為電能進行使用，所以，它一直作為直流電源使用。如果將多個單蓄電池聯(lián)合使用，即形成了蓄電池組，常用作變電站系統(tǒng)的直流電源。電網(wǎng)的運行狀態(tài)對蓄電池組的使用無影響，因而其可滿足故障環(huán)境下的用電需求。

1.2 220 kV直流供電系統(tǒng)的線路連接

220 kV直流供電系統(tǒng)的線路主要有主控室內(nèi)線路、外部配電設備的線路、故障照明系統(tǒng)線路等。將主控室內(nèi)的線路中引出的小母線是用以連接、控制信號的傳輸、警示信號的電源線，被安裝在不同的控制屏頂上。為了減少檢修工作，小母線需根據(jù)安裝的電屏進行分組，并使用電纜連接。在外部配電設備中，斷路器合閘線圈的供電是直流系統(tǒng)功能之一，它使用電纜將電源及其他斷路器端子進行連接，端子箱間的電纜即為斷路器合閘電源的母線。故障照明電路也是直流系統(tǒng)的重要功能之一，其電源安裝于控制室內(nèi)的故障照明自動切換設備上。它使用單回路供電，在正常情況下是由220 V交流電對其供電；當故障問題交流電中斷供應時，由蓄電池代為提供直流電源，直到恢復交流電為止。

2 220 kV直流供電系統(tǒng)的改造措施

2.1 直流母線的線路布局

在相關規(guī)定的要求下，變電站系統(tǒng)的接線方式有單母線、單母線分段和雙母線形式。為了提高220 kV直流供電系統(tǒng)的性能，選擇單母線分段接線。饋線經(jīng)多個母線供電，并在每段母線中接上蓄電池組和充電設備，代替拓展性和可靠性能較差的單母線接線形式，并且在直流電屏中也方便線路布局。在某段母線出現(xiàn)故障時，在繼電保護裝置的協(xié)助下，分段斷路器會自動跳閘，隔離出故障源，確保其他正常母線不受干擾。

2.2 直流系統(tǒng)饋電網(wǎng)絡的優(yōu)化舉措

在有關規(guī)定的制約下，變壓器中的高壓線路和保護元件均為雙重結構，在進行優(yōu)化時，需兼顧到這些雙重結構的使用，按需更改直流饋線網(wǎng)路布局?，F(xiàn)階段采用的輻射式供電方式，其使用單獨饋線方式向220 kV變壓器進行直流供電，負載過重，分段設計不合理，不符合N-1準則要求，所以可以通過環(huán)網(wǎng)供電模式加以改進，使用兩套各自獨立的直流供電電源，從兩段分母線引出直流分屏，將控制直流母線分成兩段利用。

2.3 蓄電池組相關改造

在220 kV變壓器直流系統(tǒng)中，蓄電池組是最關鍵的設備之一。在對蓄電池進行改造時，需從選型和其配置上著手。在選型上，應盡量選擇以閥控式的密封鉛酸蓄電池為代表的新型蓄電池，讓其代替?zhèn)鹘y(tǒng)放酸式蓄電池，選擇它是因為其體積小、結構緊湊，對環(huán)境造成的污染小。另外，在進行蓄電池改造時，需依據(jù)變電站的直流載荷值確定蓄電池組的容量，以保證發(fā)生故障時有充足的供電時間。除了蓄電池本身的改進外，還可以對其他輔助型設備進行調(diào)整，最常見的是使用高頻開關充電設備對蓄電池的充放電行為進行控制，并與軟件系統(tǒng)協(xié)同工作。這樣做對降低直流系統(tǒng)的能源消耗和供電過程中產(chǎn)生的噪聲等有顯著效果，同時還可提高系統(tǒng)的工作效率，提高其可靠性。

2.4 升級保護裝置

在220 kV變電站直流系統(tǒng)中，可通過使用專用的直流斷路器裝置保護整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，以實現(xiàn)保護裝置的升級和改造。因為專用的直流斷路器比傳統(tǒng)的直流熔斷器執(zhí)行動作快，并兼有過流和限流作用，對變壓器有更強的保護作用。

2.5 錄播設備的使用

在220 kV變電站的直流系統(tǒng)中，直流和交流系統(tǒng)交替使用，受交流信號的干擾，極易發(fā)生電壓上下波動情況，進而影響直流供電系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性。所以，為降低交流信號對直流系統(tǒng)的干擾，快捷、有效地找出故障源，在進行改進時，需在直流系統(tǒng)中增加具有錄波功能的設備。

除上述方法外，還可考慮安裝智能型高頻開關裝置、使用交流不間斷電源優(yōu)化系統(tǒng)、采用兩個UPS對變壓器供電等方法，實現(xiàn)對220 kV變電站直流系統(tǒng)的改造。

3 結束語

220 kV變電站直流系統(tǒng)是變電站系統(tǒng)中重要的組成部分，是各用電設備的直流電源保障。220 kV變電站直流系統(tǒng)的改造工程是一項復雜且全面化的項目，需要根據(jù)實際條件的允許，以蓄電池組的改造為主要措施，將對其起輔助作用的直流線路、保護裝置等進行改進，從而使得整個變電站直流系統(tǒng)更穩(wěn)定、更完善地運作，提高變電站的供電水平。

參考文獻

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〔編輯：白潔〕

Discuss about the Renovation of 220 kV Substation dc System

Lu Pingjuan

Abstract： In the process of substation system， 220 kV substation dc system for the whole substation dc power， ensure the normal operation of the transformer substation system. Now， more than 220 kV substation dc system used for floating type power supply mode， to modify it， mainly from the configuration of the battery， the layout of the dc line， line protection device and other aspects. Through the analysis of these aspects， the renovation of 220 kV substation dc system put forward concrete Suggestions， make the dc system is more reliable and stable.

Key words： 220 kV substation； dc system； wiring； transform