黃昌威

摘要：以直流系統(tǒng)的接線方式為出發(fā)點，從蓄電池和充電裝置的選擇、直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置和電壓監(jiān)視裝置的配置等方面，闡述了直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案。

關鍵詞：電力；設備；直流；配置

中圖分類號：TM721.1文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0045－02

隨著社會的發(fā)展和科學技術的不斷革新，先進的科學技術被運用到各行各業(yè)中，使經(jīng)濟利益得到了顯著提高。作為國民經(jīng)濟重要組成部分之一的電力行業(yè)，電力技術的革新和發(fā)展直接關系到電力公司的正常運營狀況，而電力設備直流系統(tǒng)作為電力技術支撐點的關鍵因素，其優(yōu)化配置就顯得尤為重要。在當前大環(huán)境下，我國電力設備的直流系統(tǒng)配置仍然存在許多問題，導致電力安全事故頻頻發(fā)生，給國家經(jīng)濟和人民生活帶來巨大的損失。因此，采取有效措施加強對電力設備直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置是電力公司目前亟待解決的問題。

1直流系統(tǒng)的接線方式

直流系統(tǒng)主要由母線、蓄電池、充電裝置和直流饋線等基本裝置組成。目前，變電站和發(fā)電廠主要采用單母線分段或單母線接線。由于變電站所采用的電壓等級不同，其直流系統(tǒng)的接線模式也會存在一定差異。

通常情況下，低于110 kV的變電站可配置1組充電裝置和蓄電池，接線方式為單母線分段或單母線，其中，單母線接線方式簡單便捷，但靈敏度和可靠性相對較差；而多母線分段方式雖然接線方式較復雜，但其饋線是由不同的母線進行供電的，電池可以靈活切換至不用的母線，具有較強的靈活性和可靠性。高于110 kV（含110 k V）的變電站通常會選擇2臺充電裝置和2組蓄電池，其接線方式以單母線分段為主，每段母線分別接在1臺充電裝置和1組蓄電池上，對于部分重點站臺可以增加1臺充電裝置，并通過切換與兩段母線相連接；這種接線方式相對來說最為復雜，但其靈敏度較高，運行起來具有較高的可靠性。

2直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案

2.1對蓄電池的選擇

電力設備中使用的蓄電池形式主要包括閥控式全密封鉛酸蓄電池和有鉛酸蓄電池兩種。其中，閥控式全密封鉛酸蓄電池在實際運用過程中表現(xiàn)出以下幾點優(yōu)勢：①具有免維護功能，使用時不需要做添酸補水和調(diào)酸密度等工作；②無酸霧、不漏液、不具有腐蝕性，不會污染環(huán)境；③在25 ℃下每天的耗電率為2%，自身損耗電流量??；④電池壽命較長，在25 ℃浮充電狀態(tài)可以持續(xù)使用10年以上時間；⑤電池結(jié)構緊湊，抗震性能強，具有較好的密封性；⑥電池安裝簡單，大容量電池可以安裝在不需要設施防酸的房間內(nèi)，對房間通風性要求較低，小容量電池可以直接安裝在柜子內(nèi)。

近年來，閥控式全密封鉛酸蓄電池在電力設備直流系統(tǒng)中運用得越來越廣泛，逐漸取代了有鉛酸蓄電池，并在電力設備直流系統(tǒng)中占主要地位。但需要注意的是，閥控式全密封鉛酸蓄電池對電池的溫度比較敏感，對充電電源的要求十分嚴格，不能出現(xiàn)過充或欠充的情況。因此，在安裝設計時，應當選擇穩(wěn)壓、穩(wěn)流和自動充、放電等功能完善的裝置，并在運行過程中嚴格監(jiān)測，保證蓄電池工作的順利進行。

2.2對充電裝置的選擇

充電裝置的選擇直接影響著蓄電池運行的可靠性，尤其是閥控式全密封鉛酸蓄電池對充電裝置性能的要求較高。目前，電力系統(tǒng)常用的充電裝置主要包括晶閘管整流裝置、相控式硅和高頻開關式充電裝置。其中，高頻開關式充電裝置在改建的變電站和新建變電站中使用最廣泛，其輸出的電壓具有較高的精度，可以有效延長蓄電池的使用壽命，同時，在使用過程中還實現(xiàn)了N＋1輸出的可能性，增強了直流系統(tǒng)工作的可靠性。此外，整流直流系統(tǒng)是由相控電源晶進行整體閘管的，其備件需要1個大小相同的硅整流模塊，使用高頻開關后，只需要2個高頻開關模塊，就可以保證直流系統(tǒng)的正常運行，且不需要停機進行更換，這在很大程度上降低了設備儲備成本。高頻開關式的相控式硅、整流裝置和晶閘管整流裝置技術指標比較情況見表1.

表1高頻開關式的相控式硅、整流裝置和晶閘管整流裝置技術指標比較情況

技術指標 高頻開關式整流裝置 晶閘管整流裝置 硅整流裝置

交流電源電壓/V 380 ±20% 380 ±10% 380 ±10%

直流輸出電壓/V 110 kV： 90～160

220 kV：180～320 110 kV： 80～160

220 kV：180～360 110 kV： 99～121

220 kV：198～250

工作頻率/Hz 20～500 K 50 50

紋波系數(shù)/% 0.1～0.5 2 2～5

穩(wěn)壓精度 ±（0.2～0.5） ±（1～2） ±2

穩(wěn)流精度 ±（0.2～0.5） ±（1～2） ±2

效率/% 90～95 60～70 20～40

功率因數(shù) 0.9～0.95 0.7 0.5

計算機監(jiān)控 智能電池管理，

可實現(xiàn)“四搖”功能 無智能電池管理，

無“四搖”功能 無智能電池管理，

無“四搖”功能

2.3對直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置的配置

智能型微機直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置主要由液晶顯示器、主板、A/D模塊、操作鍵盤、輸入模塊和輸出模塊等硬件裝置組成，可以較好地采集并顯示直流系統(tǒng)中電壓變送模塊、高頻開關整流模塊、蓄電池環(huán)境溫度檢測模塊和微機直流絕緣檢測裝置等顯示的數(shù)據(jù)；同時還可以與系統(tǒng)中的設置數(shù)據(jù)進行對比分析，并加以處理，根據(jù)不同的情況實施輸出控制、電池智能管理等操作。此外，智能型微機直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置還可以通過RS485或RS232串行口，和上位機進行相關通信，接受上位機的指令，并將所采集的數(shù)據(jù)傳送給上位機，從而有效實現(xiàn)電力設備直流系統(tǒng)的集中監(jiān)控功能和“四遙”功能，并接受無人值班工作。

2.4電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置

母線的電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置主要有以下三種方法：①母線配置的充電裝置擁有全部功能，不另外配用專用裝置；②母線上設絕緣監(jiān)測和電壓監(jiān)視專用裝置，充電裝置不設任何裝置功能；③充電裝置和母線上均有電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置。電力設備中常用的電壓監(jiān)視和直流絕緣監(jiān)測有微機型的專用裝置，也有電橋原理的繼電器裝置。所用的微機型產(chǎn)品具有較高的靈敏度，正、負母線絕緣時可以監(jiān)測；部分產(chǎn)品還帶有分支回路監(jiān)測裝置，具有較高的應用價值。

（下轉(zhuǎn)第48頁）

摘要：以直流系統(tǒng)的接線方式為出發(fā)點，從蓄電池和充電裝置的選擇、直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置和電壓監(jiān)視裝置的配置等方面，闡述了直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案。

關鍵詞：電力；設備；直流；配置

中圖分類號：TM721.1文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0045－02

隨著社會的發(fā)展和科學技術的不斷革新，先進的科學技術被運用到各行各業(yè)中，使經(jīng)濟利益得到了顯著提高。作為國民經(jīng)濟重要組成部分之一的電力行業(yè)，電力技術的革新和發(fā)展直接關系到電力公司的正常運營狀況，而電力設備直流系統(tǒng)作為電力技術支撐點的關鍵因素，其優(yōu)化配置就顯得尤為重要。在當前大環(huán)境下，我國電力設備的直流系統(tǒng)配置仍然存在許多問題，導致電力安全事故頻頻發(fā)生，給國家經(jīng)濟和人民生活帶來巨大的損失。因此，采取有效措施加強對電力設備直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置是電力公司目前亟待解決的問題。

1直流系統(tǒng)的接線方式

直流系統(tǒng)主要由母線、蓄電池、充電裝置和直流饋線等基本裝置組成。目前，變電站和發(fā)電廠主要采用單母線分段或單母線接線。由于變電站所采用的電壓等級不同，其直流系統(tǒng)的接線模式也會存在一定差異。

通常情況下，低于110 kV的變電站可配置1組充電裝置和蓄電池，接線方式為單母線分段或單母線，其中，單母線接線方式簡單便捷，但靈敏度和可靠性相對較差；而多母線分段方式雖然接線方式較復雜，但其饋線是由不同的母線進行供電的，電池可以靈活切換至不用的母線，具有較強的靈活性和可靠性。高于110 kV（含110 k V）的變電站通常會選擇2臺充電裝置和2組蓄電池，其接線方式以單母線分段為主，每段母線分別接在1臺充電裝置和1組蓄電池上，對于部分重點站臺可以增加1臺充電裝置，并通過切換與兩段母線相連接；這種接線方式相對來說最為復雜，但其靈敏度較高，運行起來具有較高的可靠性。

2直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案

2.1對蓄電池的選擇

電力設備中使用的蓄電池形式主要包括閥控式全密封鉛酸蓄電池和有鉛酸蓄電池兩種。其中，閥控式全密封鉛酸蓄電池在實際運用過程中表現(xiàn)出以下幾點優(yōu)勢：①具有免維護功能，使用時不需要做添酸補水和調(diào)酸密度等工作；②無酸霧、不漏液、不具有腐蝕性，不會污染環(huán)境；③在25 ℃下每天的耗電率為2%，自身損耗電流量??；④電池壽命較長，在25 ℃浮充電狀態(tài)可以持續(xù)使用10年以上時間；⑤電池結(jié)構緊湊，抗震性能強，具有較好的密封性；⑥電池安裝簡單，大容量電池可以安裝在不需要設施防酸的房間內(nèi)，對房間通風性要求較低，小容量電池可以直接安裝在柜子內(nèi)。

近年來，閥控式全密封鉛酸蓄電池在電力設備直流系統(tǒng)中運用得越來越廣泛，逐漸取代了有鉛酸蓄電池，并在電力設備直流系統(tǒng)中占主要地位。但需要注意的是，閥控式全密封鉛酸蓄電池對電池的溫度比較敏感，對充電電源的要求十分嚴格，不能出現(xiàn)過充或欠充的情況。因此，在安裝設計時，應當選擇穩(wěn)壓、穩(wěn)流和自動充、放電等功能完善的裝置，并在運行過程中嚴格監(jiān)測，保證蓄電池工作的順利進行。

2.2對充電裝置的選擇

充電裝置的選擇直接影響著蓄電池運行的可靠性，尤其是閥控式全密封鉛酸蓄電池對充電裝置性能的要求較高。目前，電力系統(tǒng)常用的充電裝置主要包括晶閘管整流裝置、相控式硅和高頻開關式充電裝置。其中，高頻開關式充電裝置在改建的變電站和新建變電站中使用最廣泛，其輸出的電壓具有較高的精度，可以有效延長蓄電池的使用壽命，同時，在使用過程中還實現(xiàn)了N＋1輸出的可能性，增強了直流系統(tǒng)工作的可靠性。此外，整流直流系統(tǒng)是由相控電源晶進行整體閘管的，其備件需要1個大小相同的硅整流模塊，使用高頻開關后，只需要2個高頻開關模塊，就可以保證直流系統(tǒng)的正常運行，且不需要停機進行更換，這在很大程度上降低了設備儲備成本。高頻開關式的相控式硅、整流裝置和晶閘管整流裝置技術指標比較情況見表1.

表1高頻開關式的相控式硅、整流裝置和晶閘管整流裝置技術指標比較情況

技術指標 高頻開關式整流裝置 晶閘管整流裝置 硅整流裝置

交流電源電壓/V 380 ±20% 380 ±10% 380 ±10%

直流輸出電壓/V 110 kV： 90～160

220 kV：180～320 110 kV： 80～160

220 kV：180～360 110 kV： 99～121

220 kV：198～250

工作頻率/Hz 20～500 K 50 50

紋波系數(shù)/% 0.1～0.5 2 2～5

穩(wěn)壓精度 ±（0.2～0.5） ±（1～2） ±2

穩(wěn)流精度 ±（0.2～0.5） ±（1～2） ±2

效率/% 90～95 60～70 20～40

功率因數(shù) 0.9～0.95 0.7 0.5

計算機監(jiān)控 智能電池管理，

可實現(xiàn)“四搖”功能 無智能電池管理，

無“四搖”功能 無智能電池管理，

無“四搖”功能

2.3對直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置的配置

智能型微機直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置主要由液晶顯示器、主板、A/D模塊、操作鍵盤、輸入模塊和輸出模塊等硬件裝置組成，可以較好地采集并顯示直流系統(tǒng)中電壓變送模塊、高頻開關整流模塊、蓄電池環(huán)境溫度檢測模塊和微機直流絕緣檢測裝置等顯示的數(shù)據(jù)；同時還可以與系統(tǒng)中的設置數(shù)據(jù)進行對比分析，并加以處理，根據(jù)不同的情況實施輸出控制、電池智能管理等操作。此外，智能型微機直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置還可以通過RS485或RS232串行口，和上位機進行相關通信，接受上位機的指令，并將所采集的數(shù)據(jù)傳送給上位機，從而有效實現(xiàn)電力設備直流系統(tǒng)的集中監(jiān)控功能和“四遙”功能，并接受無人值班工作。

2.4電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置

母線的電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置主要有以下三種方法：①母線配置的充電裝置擁有全部功能，不另外配用專用裝置；②母線上設絕緣監(jiān)測和電壓監(jiān)視專用裝置，充電裝置不設任何裝置功能；③充電裝置和母線上均有電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置。電力設備中常用的電壓監(jiān)視和直流絕緣監(jiān)測有微機型的專用裝置，也有電橋原理的繼電器裝置。所用的微機型產(chǎn)品具有較高的靈敏度，正、負母線絕緣時可以監(jiān)測；部分產(chǎn)品還帶有分支回路監(jiān)測裝置，具有較高的應用價值。

（下轉(zhuǎn)第48頁）

摘要：以直流系統(tǒng)的接線方式為出發(fā)點，從蓄電池和充電裝置的選擇、直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置和電壓監(jiān)視裝置的配置等方面，闡述了直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案。

關鍵詞：電力；設備；直流；配置

中圖分類號：TM721.1文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0045－02

隨著社會的發(fā)展和科學技術的不斷革新，先進的科學技術被運用到各行各業(yè)中，使經(jīng)濟利益得到了顯著提高。作為國民經(jīng)濟重要組成部分之一的電力行業(yè)，電力技術的革新和發(fā)展直接關系到電力公司的正常運營狀況，而電力設備直流系統(tǒng)作為電力技術支撐點的關鍵因素，其優(yōu)化配置就顯得尤為重要。在當前大環(huán)境下，我國電力設備的直流系統(tǒng)配置仍然存在許多問題，導致電力安全事故頻頻發(fā)生，給國家經(jīng)濟和人民生活帶來巨大的損失。因此，采取有效措施加強對電力設備直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置是電力公司目前亟待解決的問題。

1直流系統(tǒng)的接線方式

直流系統(tǒng)主要由母線、蓄電池、充電裝置和直流饋線等基本裝置組成。目前，變電站和發(fā)電廠主要采用單母線分段或單母線接線。由于變電站所采用的電壓等級不同，其直流系統(tǒng)的接線模式也會存在一定差異。

通常情況下，低于110 kV的變電站可配置1組充電裝置和蓄電池，接線方式為單母線分段或單母線，其中，單母線接線方式簡單便捷，但靈敏度和可靠性相對較差；而多母線分段方式雖然接線方式較復雜，但其饋線是由不同的母線進行供電的，電池可以靈活切換至不用的母線，具有較強的靈活性和可靠性。高于110 kV（含110 k V）的變電站通常會選擇2臺充電裝置和2組蓄電池，其接線方式以單母線分段為主，每段母線分別接在1臺充電裝置和1組蓄電池上，對于部分重點站臺可以增加1臺充電裝置，并通過切換與兩段母線相連接；這種接線方式相對來說最為復雜，但其靈敏度較高，運行起來具有較高的可靠性。

2直流系統(tǒng)的優(yōu)化配置方案

2.1對蓄電池的選擇

電力設備中使用的蓄電池形式主要包括閥控式全密封鉛酸蓄電池和有鉛酸蓄電池兩種。其中，閥控式全密封鉛酸蓄電池在實際運用過程中表現(xiàn)出以下幾點優(yōu)勢：①具有免維護功能，使用時不需要做添酸補水和調(diào)酸密度等工作；②無酸霧、不漏液、不具有腐蝕性，不會污染環(huán)境；③在25 ℃下每天的耗電率為2%，自身損耗電流量小；④電池壽命較長，在25 ℃浮充電狀態(tài)可以持續(xù)使用10年以上時間；⑤電池結(jié)構緊湊，抗震性能強，具有較好的密封性；⑥電池安裝簡單，大容量電池可以安裝在不需要設施防酸的房間內(nèi)，對房間通風性要求較低，小容量電池可以直接安裝在柜子內(nèi)。

近年來，閥控式全密封鉛酸蓄電池在電力設備直流系統(tǒng)中運用得越來越廣泛，逐漸取代了有鉛酸蓄電池，并在電力設備直流系統(tǒng)中占主要地位。但需要注意的是，閥控式全密封鉛酸蓄電池對電池的溫度比較敏感，對充電電源的要求十分嚴格，不能出現(xiàn)過充或欠充的情況。因此，在安裝設計時，應當選擇穩(wěn)壓、穩(wěn)流和自動充、放電等功能完善的裝置，并在運行過程中嚴格監(jiān)測，保證蓄電池工作的順利進行。

2.2對充電裝置的選擇

充電裝置的選擇直接影響著蓄電池運行的可靠性，尤其是閥控式全密封鉛酸蓄電池對充電裝置性能的要求較高。目前，電力系統(tǒng)常用的充電裝置主要包括晶閘管整流裝置、相控式硅和高頻開關式充電裝置。其中，高頻開關式充電裝置在改建的變電站和新建變電站中使用最廣泛，其輸出的電壓具有較高的精度，可以有效延長蓄電池的使用壽命，同時，在使用過程中還實現(xiàn)了N＋1輸出的可能性，增強了直流系統(tǒng)工作的可靠性。此外，整流直流系統(tǒng)是由相控電源晶進行整體閘管的，其備件需要1個大小相同的硅整流模塊，使用高頻開關后，只需要2個高頻開關模塊，就可以保證直流系統(tǒng)的正常運行，且不需要停機進行更換，這在很大程度上降低了設備儲備成本。高頻開關式的相控式硅、整流裝置和晶閘管整流裝置技術指標比較情況見表1.

表1高頻開關式的相控式硅、整流裝置和晶閘管整流裝置技術指標比較情況

技術指標 高頻開關式整流裝置 晶閘管整流裝置 硅整流裝置

交流電源電壓/V 380 ±20% 380 ±10% 380 ±10%

直流輸出電壓/V 110 kV： 90～160

220 kV：180～320 110 kV： 80～160

220 kV：180～360 110 kV： 99～121

220 kV：198～250

工作頻率/Hz 20～500 K 50 50

紋波系數(shù)/% 0.1～0.5 2 2～5

穩(wěn)壓精度 ±（0.2～0.5） ±（1～2） ±2

穩(wěn)流精度 ±（0.2～0.5） ±（1～2） ±2

效率/% 90～95 60～70 20～40

功率因數(shù) 0.9～0.95 0.7 0.5

計算機監(jiān)控 智能電池管理，

可實現(xiàn)“四搖”功能 無智能電池管理，

無“四搖”功能 無智能電池管理，

無“四搖”功能

2.3對直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置的配置

智能型微機直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置主要由液晶顯示器、主板、A/D模塊、操作鍵盤、輸入模塊和輸出模塊等硬件裝置組成，可以較好地采集并顯示直流系統(tǒng)中電壓變送模塊、高頻開關整流模塊、蓄電池環(huán)境溫度檢測模塊和微機直流絕緣檢測裝置等顯示的數(shù)據(jù)；同時還可以與系統(tǒng)中的設置數(shù)據(jù)進行對比分析，并加以處理，根據(jù)不同的情況實施輸出控制、電池智能管理等操作。此外，智能型微機直流系統(tǒng)監(jiān)控裝置還可以通過RS485或RS232串行口，和上位機進行相關通信，接受上位機的指令，并將所采集的數(shù)據(jù)傳送給上位機，從而有效實現(xiàn)電力設備直流系統(tǒng)的集中監(jiān)控功能和“四遙”功能，并接受無人值班工作。

2.4電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置

母線的電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置主要有以下三種方法：①母線配置的充電裝置擁有全部功能，不另外配用專用裝置；②母線上設絕緣監(jiān)測和電壓監(jiān)視專用裝置，充電裝置不設任何裝置功能；③充電裝置和母線上均有電壓監(jiān)視和絕緣監(jiān)測裝置的配置。電力設備中常用的電壓監(jiān)視和直流絕緣監(jiān)測有微機型的專用裝置，也有電橋原理的繼電器裝置。所用的微機型產(chǎn)品具有較高的靈敏度，正、負母線絕緣時可以監(jiān)測；部分產(chǎn)品還帶有分支回路監(jiān)測裝置，具有較高的應用價值。

（下轉(zhuǎn)第48頁）