劉先國(guó)

（昆明興三方電器科技有限公司 650000）

淺談直流電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用

劉先國(guó)

（昆明興三方電器科技有限公司 650000）

微機(jī)高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)是發(fā)電廠、變電站以及某些大型工業(yè)工程的重要直流電源裝置。直流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝工藝水平直接影響生產(chǎn)中保護(hù)、測(cè)控、調(diào)度管理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要闡述了微機(jī)高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)中的重要事項(xiàng)，并探討電源系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)的措施。

直流系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；安裝

1 直流電源系統(tǒng)的組成

直流電源系統(tǒng)主要由交流進(jìn)線電源單元、整流充電裝置、蓄電池組、饋線配電單元、監(jiān)控單元設(shè)備、防雷保護(hù)單元等幾大功能部分組成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的安裝屏柜又可以分為充電機(jī)柜、母線聯(lián)絡(luò)柜、饋線柜、蓄電池組柜（室）等。整個(gè)直流系統(tǒng)常取自2路不同電源點(diǎn)的交流電源，經(jīng)過(guò)交流進(jìn)線電源單元的電氣和機(jī)械互投閉鎖后接入充電機(jī)柜。充電裝置輸出直流電源與蓄電池組并聯(lián)接至饋線柜，以提供電源給現(xiàn)場(chǎng)各種負(fù)荷設(shè)備。

2 電源設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

直流電源系統(tǒng)設(shè)備的質(zhì)量與電力工程項(xiàng)目的需求分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝各個(gè)環(huán)節(jié)都有緊密的關(guān)系?，F(xiàn)探討產(chǎn)品設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中應(yīng)特別注意的內(nèi)容。

2.1 直流系統(tǒng)的主接線

直流系統(tǒng)的主接線設(shè)計(jì)按照簡(jiǎn)單清晰、可靠適用的原則。采用合適的主接線不僅保證供電的可靠性。主接線在滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上，應(yīng)考慮我國(guó)電力工程現(xiàn)況及未來(lái)一定時(shí)期的電力規(guī)劃需求。目前，35kV及以下宜采用單母線單組蓄電池組的接線方式，110kV宜采用直流母線分段的接線方式，而220kV及以上的發(fā)電廠、變電站應(yīng)采用直流母線分段的接線方式，正常時(shí)分段運(yùn)行。主接線的選擇應(yīng)同時(shí)考慮項(xiàng)目是否設(shè)置合閘母線和控制母線，而對(duì)應(yīng)選用硅降壓裝置。在實(shí)際工程中，主接線的設(shè)計(jì)也會(huì)參考同一電網(wǎng)中現(xiàn)有相同地位電站節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)配置水平，保證新投入的設(shè)備具有一定的先進(jìn)性，以促進(jìn)整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性。

2.2 蓄電池組與充電裝置

蓄電池組的選型與安裝位置是極其重要的設(shè)計(jì)項(xiàng)目。蓄電池組的放電容量與項(xiàng)目的規(guī)模和負(fù)荷類型有關(guān)，蓄電池組的數(shù)量與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓、蓄電池單體電壓以及是否采用硅降壓裝置有密切的關(guān)系。由于35kV變電站的蓄電池容量往往相對(duì)較小，蓄電池組可采用單只12V的蓄電池，并且經(jīng)過(guò)按層擺放組屏安裝在電池柜內(nèi)，與其他屏柜聯(lián)屏安裝。而對(duì)于大、中型發(fā)電廠或變電站，蓄電池組標(biāo)稱容量（C10）一般達(dá)到300Ah，蓄電池可靠性問(wèn)題突出，應(yīng)采用單只為2V的電池。且蓄電池組應(yīng)安裝在專門(mén)的蓄電池室內(nèi)。蓄電池組的容量實(shí)際選擇時(shí)，一般重要地位的發(fā)電廠、變電站按事故放電2h的放電容量計(jì)算，結(jié)合技術(shù)規(guī)程參考同一水平的工程項(xiàng)目。新蓄電池在投入使用前應(yīng)先進(jìn)行容量試驗(yàn)，投入使用后應(yīng)合理設(shè)置充電電壓。而單蓄電池組的單母線直流系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)時(shí)應(yīng)特別注意防止母線脫離蓄電池組單獨(dú)運(yùn)行，且生產(chǎn)中蓄電池組禁止做全容量核對(duì)性試驗(yàn)。

2.3 監(jiān)控設(shè)備單元

直流系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備主要采用集中控制方式，采集、檢測(cè)、診斷直流電源系統(tǒng)的健康狀態(tài)并管理系統(tǒng)。對(duì)于主接線分段的直流系統(tǒng)，每段母線可配置一個(gè)監(jiān)控設(shè)備主機(jī)并配置相應(yīng)母線的底層檢測(cè)模塊。應(yīng)留意項(xiàng)目中特別的性能要求合理選擇配置監(jiān)控設(shè)備主機(jī)。并且在產(chǎn)品安裝設(shè)計(jì)圖中宜提出監(jiān)控設(shè)備與各個(gè)檢測(cè)模塊之間的通訊地址，以便于現(xiàn)場(chǎng)的施工、調(diào)試。

2.4 設(shè)計(jì)和安裝的工藝

直流系統(tǒng)設(shè)備能否長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效運(yùn)行，與設(shè)備在設(shè)計(jì)、安裝方面的工藝均有著重要的聯(lián)系。規(guī)范、人性化的設(shè)計(jì)，清晰明了的設(shè)備標(biāo)識(shí)，是減少安全隱患的重要措施。如在設(shè)計(jì)上對(duì)直流斷路器和熔斷器容量級(jí)差的合理配置，能有效避免事故擴(kuò)大。合理的設(shè)計(jì)與安裝，在生產(chǎn)中，能夠避免由于安裝環(huán)境灰塵大造成設(shè)備急劇老化，或者因端子排列位置、電源接線不規(guī)范、設(shè)備標(biāo)識(shí)不清楚等原因給運(yùn)行和維護(hù)帶來(lái)安全隱患。為防止端子接線脫落或誤剪斷用途不明的電纜等工藝問(wèn)題，電源接線應(yīng)避免不同負(fù)荷電纜在同一端子或開(kāi)關(guān)處并聯(lián)接線到不同的盤(pán)柜，防止產(chǎn)生電源寄生回路造成隱性缺陷，同時(shí)避免在后期維護(hù)中拆除某一電纜時(shí)需要同時(shí)斷開(kāi)其他無(wú)關(guān)電源的棘手問(wèn)題。

2.5 直流系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施

微機(jī)高頻開(kāi)關(guān)直流電源系統(tǒng)為我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和安全生產(chǎn)做出了重大的貢獻(xiàn)。同時(shí)隨著技術(shù)的更新?lián)Q代，在現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)中也提出了更高的要求：

（1）有待提高充電模塊質(zhì)量：注意直流系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行后的充電裝置通訊故障、各充電模塊輸出電流不平衡，新老充電模塊兼容性差等問(wèn)題。蓄電池可能因充電模塊缺陷造成長(zhǎng)期過(guò)充膨脹損壞。應(yīng)加強(qiáng)巡視，并利用充電機(jī)輸出電流與母線電壓異常信號(hào)報(bào)警方式。

（2）蓄電池組的在線檢測(cè)和維護(hù)：目前，蓄電池在線檢測(cè)功能比較單一，同時(shí)對(duì)單組蓄電池的在線維護(hù)基本難于實(shí)現(xiàn)，常對(duì)蓄電池的單體電壓、電流電氣特征檢測(cè)。應(yīng)制定巡視計(jì)劃。且市場(chǎng)上有待出現(xiàn)對(duì)蓄電池溫度、變形檢測(cè)等電池內(nèi)部非電量性能健康指標(biāo)有更全面檢測(cè)的產(chǎn)品。

（3）絕緣檢測(cè)：運(yùn)行中，目前的絕緣檢測(cè)裝置對(duì)非金屬接地檢測(cè)靈敏度不高，同時(shí)即使選線，也難于對(duì)故障點(diǎn)定位，維護(hù)人員需要另使用專門(mén)絕緣檢測(cè)工具測(cè)量或試?yán)瓟嗷芈窓z測(cè)。隨著技術(shù)的發(fā)展，以上問(wèn)題將逐漸成為以后直流系統(tǒng)發(fā)展中需要突破的問(wèn)題。

[1]國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》.2004.

[2]國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).《電力系統(tǒng)用蓄電池直流電源裝置運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)規(guī)程》.2000.

[3]能源部西北電力設(shè)計(jì)院.《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣二次部分》.1991.

TM76

A

1004-7344（2016）07-0043-01

2016-2-2

劉先國(guó)（1989-），男，海南萬(wàn)寧人，學(xué)士學(xué)位，從事電氣二次設(shè)計(jì)工作，曾任職烏江渡發(fā)電廠。