變電站直流系統(tǒng)改造中電源轉(zhuǎn)接問(wèn)題的處理

變電站直流系統(tǒng)改造中電源轉(zhuǎn)接問(wèn)題的處理摘要：隨著運(yùn)行時(shí)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(yùn)行不穩(wěn)定的問(wèn)題，面臨著逐步淘汰和改造。本文對(duì)變電站直流系統(tǒng)改造實(shí)踐中遇到的問(wèn)題作了簡(jiǎn)要分析，并就站內(nèi)設(shè)備直流電源轉(zhuǎn)接中所面臨問(wèn)題的處理提出了解決方案。關(guān)鍵詞：變電站；直流系統(tǒng)改造；電源轉(zhuǎn)接問(wèn)題；處理措施1導(dǎo)言直流系統(tǒng)是變電站的一個(gè)重要組成部分，對(duì)變電站的正常運(yùn)行起著十分重要的作用，我們不但要保證其在運(yùn)行中設(shè)計(jì)、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(jì)到所要面臨的問(wèn)題，以便采取行之有效的措施。2直流系統(tǒng)的基本構(gòu)成變電站直流系統(tǒng)通常由四個(gè)部分構(gòu)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(guò)交流接觸器或監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)主備功能的自動(dòng)切換，當(dāng)交流主電源失電時(shí)，備用電源能夠自動(dòng)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(jīng)整流濾波后得到直流電，直流電再經(jīng)過(guò)功率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成高頻脈沖電壓，高頻脈沖電壓經(jīng)過(guò)高頻變壓器和整流濾波電路轉(zhuǎn)化為直流輸出電壓。②通過(guò)脈沖寬度調(diào)制電路來(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間，這樣即可以使得穩(wěn)壓和穩(wěn)流精度得到提高，同時(shí)也可以獲得較短的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間。③采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)以及無(wú)功功率功率因數(shù)校正技術(shù)，消除了開(kāi)機(jī)浪涌，提高了功率因數(shù)。④采用低壓自主均流技術(shù)，使各模塊間的輸出基本平衡，即使其中的某一個(gè)充電模塊發(fā)生故障時(shí)，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(cè)裝置以及直流負(fù)荷輸出開(kāi)關(guān)，I、H段直流母線分段開(kāi)關(guān)等。一般220kV變電站直流系統(tǒng)為220V電壓等級(jí)，110kV及以下變電站直流系統(tǒng)為110V電壓等級(jí)，合閘母線電壓高于控制母線電壓10V?20V，合閘母線通過(guò)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(diào)整電壓產(chǎn)生于PN結(jié)恒定的正向電壓降，通過(guò)變換串聯(lián)在線路中PN結(jié)的數(shù)量來(lái)獲得所需的電壓降，從而起到電壓調(diào)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(guò)直流熔斷器經(jīng)蓄電池總開(kāi)關(guān)連接于合閘母線上，交流供電正常時(shí)，變電站直流饋線負(fù)荷由交流電通過(guò)充電整流模塊的直流輸出供給，并經(jīng)合閘母線給蓄電池組進(jìn)行浮充電，當(dāng)交流供電中斷時(shí)，蓄電池通過(guò)合閘母線向控制母線提供持續(xù)的直流供電，保證直流負(fù)荷用電不間斷。同時(shí)裝設(shè)在蓄電池一側(cè)的蓄電池巡檢儀對(duì)蓄電池電壓、充放電電流等進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)采集并上傳至中央監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)直流電源系統(tǒng)各功能模塊上傳的電氣量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，遇有異常情況或發(fā)生故障時(shí)，發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，并通過(guò)通訊通道，將故障信息傳送到監(jiān)控后臺(tái)。3直流電源轉(zhuǎn)接裝置改造方法現(xiàn)階段直流電源設(shè)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(zhuǎn)接法是在作業(yè)中站內(nèi)重要設(shè)備直流電源短暫失電，這人為降低了設(shè)備運(yùn)行的可靠性，在直流系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，曾多次遇到過(guò)在保護(hù)設(shè)備瞬間失電時(shí)電網(wǎng)發(fā)生異常，而保護(hù)因失電源不正確動(dòng)作的情況，此方法不但違反了國(guó)家電網(wǎng)公司《直流電源系統(tǒng)設(shè)備檢修規(guī)范》中關(guān)于直流系統(tǒng)改造工作中不允許停電負(fù)荷回路，需帶電轉(zhuǎn)接的要求，也使電網(wǎng)運(yùn)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(shè)置差異，在負(fù)荷電源轉(zhuǎn)接作業(yè)中若新、舊直流電源設(shè)備分別直接與臨時(shí)直流電源并接，則無(wú)論怎樣調(diào)節(jié)，新、舊電源設(shè)備與臨時(shí)電源設(shè)備之間必然存在一個(gè)電壓差W5V，此時(shí)若采取饋線支路依次逐項(xiàng)轉(zhuǎn)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(shè)備和蓄電池組的運(yùn)行可靠性。如圖1所示。圖1直流電源舊設(shè)備和臨時(shí)電源設(shè)備直接并接以上這些情況使得檢修人員在直流設(shè)備改造作業(yè)中的轉(zhuǎn)接電源工作變得極為棘手。為解決站內(nèi)裝置直流電源轉(zhuǎn)接中遇到的問(wèn)題，曾作了很多嘗試，主要是基于:轉(zhuǎn)接電源工作中保證站內(nèi)重要裝置不失電；轉(zhuǎn)接電源中臨時(shí)直流電源設(shè)備與新、舊直流電源設(shè)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(zhuǎn)接作業(yè)中設(shè)計(jì)制作了單旁路插接切換直流電源轉(zhuǎn)接裝置，如圖2所示，裝置中接入臨時(shí)電源，裝置內(nèi)設(shè)置各臨時(shí)電源支路饋線，并為臨時(shí)電源支路設(shè)置高通量ZP-300A-1000V二極管旁路。這樣在舊直流設(shè)備拆除時(shí)，可以使用直流電源轉(zhuǎn)接裝置先使臨時(shí)電源通過(guò)二極管旁路與正常運(yùn)行電源（舊直流電源設(shè)備饋線）并列，合上微型空氣開(kāi)關(guān)。待正常運(yùn)行電源電纜拆除后，再短接二極管旁路，使臨時(shí)電源支路投入運(yùn)行。這既保證了電源轉(zhuǎn)接時(shí)站內(nèi)重要設(shè)備不失電，也有效避免了電壓差對(duì)兩套直流系統(tǒng)和蓄電池組的沖擊影響。在新直流電源設(shè)備組裝和調(diào)試完畢后，可以使用直流電源轉(zhuǎn)接裝置先使臨時(shí)電源再次通過(guò)二極管旁路，待正常運(yùn)行電源（新直流電源設(shè)備饋線）壓接完畢并投入運(yùn)行后，再將臨時(shí)電源退出運(yùn)行。這也保證了電源轉(zhuǎn)接時(shí)站內(nèi)重要設(shè)備不失電，并避免了電壓差對(duì)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(zhuǎn)接裝置考慮到要兼顧所有重要設(shè)備的不間斷運(yùn)行，具體施工中采取了各直流電源支路逐項(xiàng)轉(zhuǎn)接的措施，這也有效杜絕了因裝置內(nèi)臨時(shí)電源支路饋線眾多而發(fā)生誤操作的可能。在實(shí)際操作中我們也注意到有些站內(nèi)設(shè)備二次回路電源接線端子無(wú)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(wú)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(yīng)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(jié)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(dòng)控制、繼電保護(hù)、動(dòng)力、儀器儀表、信號(hào)、事故、照明等的重要工具，其性能和質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到機(jī)組、電網(wǎng)的穩(wěn)定的運(yùn)行和設(shè)備安全，我們只有加快實(shí)現(xiàn)變電站直流系統(tǒng)自動(dòng)化改造，才能避免一系列的電網(wǎng)事故，使變電站直流系統(tǒng)朝著自動(dòng)化和免維護(hù)的方向快速發(fā)展，進(jìn)而加快我國(guó)的電網(wǎng)事業(yè)。參考文獻(xiàn)：[1]阮航.變電