220 kV洼里變電站直流系統(tǒng)的不停電改造

杜時光，王長青

（1.大連市旅順電力電子設(shè)備有限公司，遼寧 大連 116000；2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司，遼寧 大連 116000）

0 引 言

直流系統(tǒng)主要用于為控制、操作、繼電保護、自動裝置、信號和遠程操作提供電源，其可靠性對變電站安全運行起著至關(guān)重要的作用，應(yīng)保證在任何事故情況下都能可靠和不間斷地向用電設(shè)備供電。因此，要適時對老化嚴重的直流系統(tǒng)進行改造，以提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性，節(jié)約日常運行維護的人力和物力資源。

1 220 kV洼里變直流系統(tǒng)現(xiàn)狀

洼里220 kV變電站是京津唐220 kV電網(wǎng)的一個重要樞紐變電站和重要組成部分，在唐山220 kV系統(tǒng)中占有重要位置。2003年投運至今，設(shè)備運行已處于老化期，充電機故障頻發(fā)，直流系統(tǒng)饋線空開已滿，無法接入新饋線回路，不能滿足變電站的擴建和設(shè)備的新增要求。又因該站部分采用了雙母線接線方式，如果發(fā)生事故，后果非常嚴重。因此，為保障提供穩(wěn)定可靠的直流電源，需對該站直流系統(tǒng)進行更換改造。

2 220 kV洼里變直流系統(tǒng)改造實施方案和過程

2.1 改造規(guī)模

直流系統(tǒng)改造：安裝充電機屏3面、負荷饋出屏4面（負荷饋出和電源母聯(lián)合一），拆除充電屏2面、舊屏6面、直流聯(lián)絡(luò)屏1面（直流負荷饋出屏在原址就位，充電屏在其他位置就位）。

改造前直流系統(tǒng)：兩充電兩饋線配置，即充電機2臺，直流負荷屏2面，直流聯(lián)絡(luò)屏1面，2組蓄電池，兩段母線分段運行。

改造后直流系統(tǒng)：三充兩饋線配置，即充電機3臺，直流負荷屏6面（含母聯(lián)絡(luò)），2組蓄電池，兩段母線分段運行，并能自動切換[1]。

新舊系統(tǒng)相比具有以下特點。（1）饋線支路擴容：直流饋線各支路空開由原來分布在2面屏上，現(xiàn)分布為6面屏，可以提供充足的饋線回路，能夠滿足將來變電站的擴建和設(shè)備新增的要求；（2）系統(tǒng)運行更加可靠：充電機由原來2臺變成3臺，備用充電機（空載或熱備份）可在兩段母線之間切換，任一工作充電裝置退出運行時，可以手動投入備用充電機，提高了母線運行的可靠性。

2.2 不停電改造方案分析

既要對老化的直流系統(tǒng)進行增容改造，又不能讓變電站停電，還要保證正常穩(wěn)定運行。為了兼顧三者，采用“變電站不停電對直流系統(tǒng)進行改造方案”，實施具有可行性和易操作性。

2.3 不間斷改造方案實施步驟

公司采取新、舊直流電源并列的方式，在確保不停電的條件下，將各支路負荷逐次在新老系統(tǒng)間進行轉(zhuǎn)換，最終完成所有負荷由新直流饋線屏供電。

第一階段，主要任務(wù)是拆除直流分電屏左側(cè)，在此安裝新充電機并進行調(diào)試，步驟如下：

（1）將直流分電屏左側(cè)可拆出的舊屏拆除；

（2）安裝充電屏3套和負荷饋出屏1面（以下稱臨時過渡屏），并調(diào)試好；

（3）將原直流屏的聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上，退出1組電池組；

（4）將1組電池組接至臨時過渡屏，并調(diào)試好。

第二階段，主要任務(wù)是進行過渡負荷，將所有的直流饋出電纜逐路從老直流屏上過渡到臨時過渡屏上。

（1）洼里變電所的饋出母線分Ⅰ段母線和Ⅱ段母線，在過渡過程中要區(qū)分對待，切換過程中要注意區(qū)別。

（2）過渡過程中，可以依據(jù)直流饋出負荷的回路數(shù)和重要性區(qū)別對待。對于保護用的直流電源，由相關(guān)班組人員到現(xiàn)場調(diào)查確認。從#1直流屏和#2直流屏各饋出一路直流保護屏小母線。保護屏小母線由兩路直流電源供電，可以以一路供電另一路臨時中斷進行過渡的方式將兩路輪流過渡完畢，而不影響保護小母線用直流。如有保護用直流饋出電纜僅有一路供電，這部分保護用直流，需由繼電人員采取從保護屏小母線并接線或采取其他臨時接線方式進行供電，從而允許直流端過渡[2]。首先需要過渡連接分電屏的12條回路。第一，將110 kV分電屏的兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上，主變分電屏的兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上，220 kV分電屏的兩個聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上。第二，將連接在1段母線的去分電屏開關(guān)逐一斷開，共計6路。第三，逐一拆掉電纜，接至臨時過渡屏上。第四，注意極性，確認無誤后做好標識，將臨時過渡屏上開關(guān)合上。第五，將連接在2段母線的去分電屏開關(guān)逐一斷開，共計6路。第六，逐一拆掉電纜，將電纜包裹結(jié)實標記好回路名稱、極性，放置電纜夾層中。

（3）遠動電源、儲能電源、通信光纜、UPS電源以及信號電源等其他用直流電源，申請短時中斷直流供電進行過渡。

（4）在上述所有回路電纜的過渡過程中，每一回路電纜過渡前均需要和相應(yīng)專業(yè)的人員核實好回路名稱、極性，并做好標記，共同確認可以過渡后再進行過渡。每過渡一路應(yīng)由相應(yīng)專業(yè)人員驗收一路，以確保直流系統(tǒng)的安全可靠運行。過渡完畢后，要畫出臨時直流饋出的示意圖。

第三階段，主要任務(wù)是拆除舊屏安裝新屏并進行調(diào)試。先拆除老直流設(shè)備，再安裝新直流設(shè)備，對新直流設(shè)備進行調(diào)試，并具備運行條件。

第四階段，主要任務(wù)是將負荷過渡到最終位置。進行第二次過渡，將接于臨時饋出盤的饋出回路過渡回新直流屏。此階段為第二階段的逆過程，方法和要求同第二階段。

第五階段，直流設(shè)備驗收及直流設(shè)備與上微機之間的通信。

2.4 改造實施要點分析

直流改造工程難度大、風(fēng)險系數(shù)高，在不停電情況下進行改造，勢必會增加其危險性。為確保改造過程中直流母線和直流負荷不停電且運行穩(wěn)定，須做好關(guān)鍵點管控和安全技術(shù)措施。

2.4.1 關(guān)鍵點管控

（1）各相關(guān)專業(yè)要提出所需直流負荷大小，并請設(shè)計院按照各專業(yè)所需直流負荷和新直流屏上空開容量，核實直流空開上下級配合是否滿足運行要求。

（2）洼里變原#1、原#2直流屏共饋出26個饋出回路計26對饋出電纜，請相關(guān)專業(yè)核對確認哪些回路是雙電源，哪些回路是可以臨時中斷供電進行過渡，是否還需要增加回路數(shù)。

（3）開工前，運行人員應(yīng)和工作負責(zé)人共同檢查直流系統(tǒng)絕緣狀況。首先，進行+/E、-/E選擇測量，了解變電所絕緣強度情況。其次，進行人為接地試驗（按接地試驗按鈕），應(yīng)正確動作，要有音響報警和光字牌顯示，以確保絕緣監(jiān)察裝置處于良好的狀態(tài)，并做好記錄。

（4）更換#1、#2直流負荷饋出屏?xí)r，各相關(guān)專業(yè)應(yīng)各負其責(zé)。在拆除原各回路配出線前，繼電等相關(guān)專業(yè)和運行人員應(yīng)配合直流作業(yè)人員認真核對，并做好標記后拆除。兩次過渡中，各相關(guān)專業(yè)需負責(zé)驗收自己的饋出支路，待新饋出屏安裝完畢后，在開關(guān)前做明顯的可靠標識。

2.4.2 安全技術(shù)措施

（1）安裝、拆除直流屏、充電機時，必須要在斷電的情況下進行。

（2）拆除充電機，首先將交流屏上的充電機電源開關(guān)切除，并用萬用表確認充電機屏內(nèi)無電后，方能認為交流已切斷，并在交流屏上的充電機電源開關(guān)把手上懸掛“有人工作，禁止合閘”標示牌。

（3）拆除原直流饋出支路前，一定要準確記錄原支路名稱，標識要清楚、結(jié)實，防止拆線過程中脫落。

（4）備用電池組要處于滿容量狀態(tài)，電池端子要緊固良好，不準有松動現(xiàn)象[3]。

（5）在充電裝置、直流屏、電池組各掛“在此工作”牌一個。

（6）不得觸及鄰近交流屏和保護屏。

（7）作好自我防護和相互保護，嚴禁違章操作，防止低壓感電[3]。

（8）施工中應(yīng)避免直流短路、直流接地、直流斷路（經(jīng)批準的允許短時中斷直流除外）。

（9）拆除原柜內(nèi)任何接線前，要將沒有標記的配出線和信號線等接線做上標記，對原無標記的接線要反復(fù)核對，確保準確無誤。

（10）撤除原柜前，要確認無任何接線連接于原柜，要注意不得碰觸臨近盤柜，不要碰亂拆除待接的接線，防止低壓感電。

（11）通電調(diào)試前，工作負責(zé)人檢查各連接線是否正確、符合要求，并檢查屏內(nèi)所有連接處連接是否穩(wěn)固可靠。

3 結(jié) 論

220 kV洼里變電站直流系統(tǒng)經(jīng)過此次不停電改造，無論是充電裝置還是母線接線方式，結(jié)構(gòu)更加簡單。新的直流系統(tǒng)有助于工作人員迅速判斷故障點，及時處理異常情況，節(jié)省時間，同時大大提高了整個直流系統(tǒng)的供電可靠性。220 kV洼里變電站已在實際改造中成功應(yīng)用，其安全、合理、經(jīng)濟、先進可行的改造，為今后變電所的直流系統(tǒng)改造提供了寶貴經(jīng)驗。