劉振興

摘 要：直流系統(tǒng)是無(wú)人值守變電站的心臟，直流系統(tǒng)是全站繼電保護(hù)、自動(dòng)化系統(tǒng)、安全自動(dòng)化裝置、通訊設(shè)備、輔助裝置正常工作的保障，直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行、技改優(yōu)化、運(yùn)行維護(hù)決定著無(wú)人值守變電站正?？煽窟\(yùn)行。文章結(jié)合近幾年來(lái)無(wú)人值守站直流系統(tǒng)在運(yùn)行、維護(hù)的實(shí)際情況，對(duì)直流系統(tǒng)在運(yùn)行維護(hù)中存在的問題進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：無(wú)人值守站；直流系統(tǒng)；故障分析；解決措施

1 無(wú)人值守變電站直流系統(tǒng)存在的故障分析

在變電站由有人值守與無(wú)人值守的運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換過(guò)程中，直流系統(tǒng)重視程度不夠，直流系統(tǒng)的技術(shù)改造升級(jí)不及時(shí)、不系統(tǒng)、不配套、技術(shù)改造中過(guò)度措施不夠，產(chǎn)生許多問題，輕者對(duì)變電站失去監(jiān)控重者主設(shè)備失去保護(hù)，引發(fā)嚴(yán)重的設(shè)備事故，有著慘痛的教訓(xùn)。

某110千伏變電站2011年9月2日11時(shí)30分（實(shí)行無(wú)人值守6個(gè)月后），10千伏某線路距變電站3.5公里處發(fā)生汽車撞桿，發(fā)生三相短路，10千伏某線路保護(hù)距動(dòng)越級(jí)至1號(hào)主變，1號(hào)主變后備保護(hù)距動(dòng)越級(jí)，越級(jí)至110千伏某線路對(duì)側(cè)保護(hù)動(dòng)作斷路器跳閘切除故障，造成10千伏某線路變電站出線10千伏電纜燒壞、出線開關(guān)柜燒壞，1號(hào)主變燒壞報(bào)廢，造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。好在運(yùn)行人員及時(shí)趕到，隔離故障設(shè)備，投入35千伏聯(lián)絡(luò)線，該站35千伏母線帶電，恢復(fù)站用電，投入直流，恢復(fù)該站所轄35千伏變電站負(fù)荷，避免長(zhǎng)時(shí)間大面積停電。

事故原因：

（1）汽車撞桿造成三相短路；（2）全站保護(hù)裝置直流失電；（3）該110千伏變電站直流系統(tǒng)交流電源輸入雖然有兩路電源輸入，但沒有RTS切換裝置切換交流電源，本站有1號(hào)、2號(hào)兩臺(tái)10千伏站用變壓器，1號(hào)站用變壓器運(yùn)行給全站交流供電，2號(hào)站用電備用，兩臺(tái)站用變10千伏側(cè)采用熔斷器加隔離開關(guān)配置，事發(fā)前日1號(hào)站用變壓器熔斷器兩相熔斷，1號(hào)站用電變壓器缺相運(yùn)行造成直流系統(tǒng)交流電源消失，直流系統(tǒng)浮充電源消失，全站直流靠蓄電池組維持供電；（4）蓄電池投運(yùn)10年之久，蓄電容量下降，不能滿足額定儲(chǔ)蓄放電小時(shí)數(shù)；（5）直流系統(tǒng)沒有進(jìn)行升級(jí)改造，直流系統(tǒng)本身沒有在線實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)各個(gè)電氣量、接線運(yùn)行方式、安全穩(wěn)定控制功能，調(diào)控中心不能時(shí)監(jiān)控直流系統(tǒng)運(yùn)行狀況，蓄電池組電量饋盡，全站直流失壓；（6）直流系統(tǒng)維護(hù)不到位，蓄電未進(jìn)行定期的充放電實(shí)驗(yàn)，蓄電池個(gè)體監(jiān)測(cè)不到位，其中某個(gè)體蓄電池已損壞，達(dá)不到蓄存電量的功能。直流回路有寄生回路間接接地，加大蓄電池組負(fù)載。

2 無(wú)人值守變電站直流系統(tǒng)綜合故障分析

（1）無(wú)人值守變電站交流電源即站用電已經(jīng)與直流系統(tǒng)同等重要，在直流系統(tǒng)改造升級(jí)的同時(shí)站用電的升級(jí)改造沒有同步跟進(jìn)，變電站無(wú)人值守后運(yùn)維檢修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在站用電發(fā)生故障時(shí)蓄電池放電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響蓄電池組的壽命。

（2）在直流系統(tǒng)升級(jí)改造中，要有充分的預(yù)案，保證過(guò)度直流的電源可靠性，過(guò)度電源過(guò)于簡(jiǎn)單，沒有成套移動(dòng)過(guò)度電源成套設(shè)備，過(guò)于單一，沒有成套過(guò)度電源備份。

（3）目前新疆電網(wǎng)110千伏及以下的變電站直流電源一般都采用單母線、單蓄電組，直流可靠性不滿足當(dāng)前變電站無(wú)人值守遠(yuǎn)程集控運(yùn)行的需求，當(dāng)前的直流系統(tǒng)只能發(fā)一些簡(jiǎn)單的告警信號(hào)，不能實(shí)時(shí)監(jiān)控詳細(xì)的電氣量、運(yùn)行方式，當(dāng)直流電源發(fā)生故障時(shí)，遠(yuǎn)程集控就變成聾子、瞎子，失去監(jiān)控。

（4）在變電站技術(shù)改造升級(jí)的同時(shí)，重點(diǎn)放在主設(shè)備遙控、遙測(cè)、遙信等，直流系統(tǒng)還未達(dá)到遙控、遙測(cè)、遙信等的功能，直流系統(tǒng)的通信信息集控不夠。

3 無(wú)人值守變電站直流系統(tǒng)綜合故障解決措施

（1）要把無(wú)人值守變電站交流電源與直流系統(tǒng)放在同樣重要的位置來(lái)對(duì)待，要站用電與直流系統(tǒng)同改造同升級(jí)，提高直流系統(tǒng)的信息化程度。大量使用一體化電源，站用電要配備RTS裝置，要做到雙站用電源自動(dòng)切換。

（2）在直流系統(tǒng)升級(jí)改造中，要有充分的預(yù)案，保證過(guò)度直流的電源可靠性，過(guò)度電源有備份，盡量做到直流饋線、直流充電、蓄電池組單元獨(dú)立，在直流饋線單母線分段的接線方式下，兩套過(guò)度電源各帶一段母線，母聯(lián)兩段母線備投狀態(tài)下自動(dòng)切換來(lái)保證直流系統(tǒng)的可靠性，也便于發(fā)生直流接地時(shí)隔離接地故障。

（3）為提高無(wú)人值守變電站直流系統(tǒng)可靠性，可采取直流單母線分段、雙蓄電池組、雙充電裝置的接線方式，當(dāng)Ⅰ段發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)切換至Ⅱ段直流運(yùn)行，提高直流電源的可靠性，給檢修維護(hù)充足的時(shí)間，也便于停電定檢，提高直流設(shè)備的運(yùn)行壽命。

（4）在直流系統(tǒng)升級(jí)改造時(shí)，充分提高直流系統(tǒng)信息自動(dòng)化程度，加強(qiáng)直流系統(tǒng)遙控、遙測(cè)、遙信等功能，能做到對(duì)直流系統(tǒng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。

（5）直流系統(tǒng)在變電站是一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)，在變電站主設(shè)備升級(jí)改造過(guò)程充分注意直流回路的接線，盡量單元化，減少串并回路，新敷設(shè)電纜后，老電纜隔離清楚，拆除干凈，減少寄生回路，端子白頭盡量明晰清楚，做到易操作、易檢查、易維護(hù)，發(fā)現(xiàn)直流故障易隔離。

接線方式：目前，直流系統(tǒng)接線基本均為單母線分段接線方式，根據(jù)蓄電池和充電裝置同直流系統(tǒng)的不同連接方式，單母線分段接線又分為兩組蓄電池、兩套充電裝置的單母線分段接線和兩組蓄電池、三套充電裝置的單母線分段接線。

接線原則：接線方式的科學(xué)性以及合理性直接影響到了系統(tǒng)的安全可靠性，所以接線的過(guò)程中需要遵循簡(jiǎn)單清晰、操作方便以及安全可靠的基本原則。一般情況下，兩段母線間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)打開，整個(gè)直流系統(tǒng)分成兩個(gè)沒有電氣聯(lián)系的部分。每段母線接一組蓄電池和一臺(tái)充電裝置，有第三套充電裝置的則作為備用充電裝置共用于兩臺(tái)充電裝置，當(dāng)某一充電裝置停用時(shí)根據(jù)接線方式?jīng)Q定是投入母線間的聯(lián)絡(luò)開關(guān)還是投入備用充電裝置。每個(gè)設(shè)備單元單獨(dú)接在直流母線上，進(jìn)而保證各個(gè)單元的獨(dú)立性，方便日后的檢修維護(hù)。

（6）無(wú)人值守變電站輔助設(shè)備的增加要考慮直流電源的負(fù)載，直流負(fù)載要考慮合適的范圍內(nèi)。核心的輔助設(shè)備要考慮采用獨(dú)立的直流電源，如調(diào)控通訊設(shè)備，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，預(yù)防一套直流系統(tǒng)故障，全站數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程監(jiān)控中斷的事故。

4 結(jié)束語(yǔ)

直流系統(tǒng)是無(wú)人值守變電站的心臟電源，對(duì)于變電站的電壓控制以及信號(hào)傳輸都有著關(guān)鍵性的影響，需要在使用的過(guò)程中按照科學(xué)原則的指導(dǎo)做好適用于無(wú)人值守站的系統(tǒng)的接線工作，需要做好對(duì)于充電設(shè)備以及系統(tǒng)內(nèi)其他設(shè)備優(yōu)化、檢修與維護(hù)工作，最后便是需要從設(shè)備的選用以及操作人員的技術(shù)培訓(xùn)等方面進(jìn)行著手，全面做好直流系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)

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