變電所直流系統(tǒng)運(yùn)行管理的優(yōu)化

翁志華，陳沈國，楊海威

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

變電所直流系統(tǒng)運(yùn)行管理的優(yōu)化

翁志華，陳沈國，楊海威

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

由于直流系統(tǒng)運(yùn)行管理不規(guī)范，經(jīng)常造成變電所直流設(shè)備出現(xiàn)各種故障。通過對(duì)長超運(yùn)維站所轄變電所的直流改造項(xiàng)目進(jìn)行了梳理，分析了直流改造后在直流管理上存在的問題、危害及造成問題的原因，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際編制了直流改造驗(yàn)收卡，規(guī)范了驗(yàn)收項(xiàng)目，同時(shí)編制了規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的直流系統(tǒng)配置圖表，優(yōu)化直流系統(tǒng)的運(yùn)行管理，消除了直流系統(tǒng)運(yùn)行和管理上的隱患。

直流系統(tǒng)；改造；管理；優(yōu)化

0 引言

直流系統(tǒng)作為變電所極其重要的一部分，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著極為重要的作用。近幾年系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生過因直流系統(tǒng)問題，造成設(shè)備無保護(hù)運(yùn)行以致越級(jí)跳閘，最終造成大面積停電事故，所以直流系統(tǒng)的運(yùn)行管理應(yīng)引起足夠的重視。在電力生產(chǎn)中，直流系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行直接關(guān)系到變電站安全運(yùn)行。若直流系統(tǒng)癱瘓則整個(gè)變電所內(nèi)運(yùn)行設(shè)備基本無法正常安全運(yùn)行。因此，將直流系統(tǒng)比作變電所的心臟也不足為過。近年來，長超運(yùn)維站所轄多座變電所將依次進(jìn)行直流系統(tǒng)改造，為了避免以后直流系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，有必要對(duì)變電所直流系統(tǒng)進(jìn)行管理優(yōu)化，提高改造后的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

1 直流系統(tǒng)運(yùn)行管理存在的問題

目前長超運(yùn)維站所轄變電所投運(yùn)時(shí)間不一樣，不同時(shí)期設(shè)計(jì)理念不一樣，部分變電所投產(chǎn)后經(jīng)過多次改造、更換設(shè)備、新增單間隔、部分變電所增容等均給變電所的直流運(yùn)行管理帶來了很大的麻煩，存在很大的安全隱患。直流系統(tǒng)長期不操作，容易忽視。且由于各個(gè)變電所內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)廠家、型號(hào)、運(yùn)行條件等許多方面均不一致，增加了運(yùn)維人員的工作難度，同時(shí)也使直流系統(tǒng)的復(fù)雜程度增加。

目前長超運(yùn)維站所轄各變電所直流系統(tǒng)存在的主要問題有：

（1）220 kV長超變電所（簡稱長超變，以下類推）：二路直流饋線環(huán)網(wǎng)供電不是分別接在2條直流母線上，220 kV，110 kV，35 kV的控制母線均接在同一母線上。直流環(huán)網(wǎng)供電的中間沒有聯(lián)絡(luò)開關(guān)，如220 kV與110 kV的控制電源。重要的直流負(fù)荷合在一起供電，如220 kV線路控制電源與綜合自動(dòng)化電源合用1個(gè)電源。

（2）110 kV埭溪變：1與2號(hào)主變壓器（簡稱主變）保護(hù)屏直流總電源開關(guān)容量6 A，下一級(jí)7路出線開關(guān)容量均為6 A。5個(gè)空氣開關(guān)應(yīng)采用直流空氣開關(guān)，但目前安裝的是交流空氣開關(guān)。

（3）110 kV錦峰變：2號(hào)主變保護(hù)屏直流總電源開關(guān)容量6 A，下一級(jí)5路出線開關(guān)容量均為6 A。18路直流回路中采用交流空氣斷路器。12只空氣開關(guān)應(yīng)采用直流空氣開關(guān)，但目前安裝的是交直流二用空氣開關(guān)。

（4）110 kV前村變：23只空氣開關(guān)應(yīng)采用直流空氣開關(guān)，但目前安裝的是交流空氣開關(guān)。18只空氣開關(guān)應(yīng)采用直流空氣開關(guān)，但目前安裝的是交直流二用空氣開關(guān)。

（5）110 kV塘南變：18只空氣開關(guān)應(yīng)采用直流空氣開關(guān)，但目前安裝的是交直流二用空氣開關(guān)。

通過對(duì)長超操作站所轄的20個(gè)變電所設(shè)備變動(dòng)情況和直流系統(tǒng)情況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，由于設(shè)備變動(dòng)以及改造的原因，長超站所轄變電所直流系統(tǒng)存在各種不規(guī)范，如圖1所示，屏頂小母線接線纏繞、錯(cuò)亂，若出現(xiàn)絕緣破損很容易導(dǎo)致直流接地，甚至保護(hù)裝置誤動(dòng)或者不動(dòng)，導(dǎo)致事故擴(kuò)大，影響供電可靠。又如圖2所示，直流改造后多余的直流線路未完全拆除，僅用絕緣膠布包裹，同樣容易出現(xiàn)直流系統(tǒng)異常。諸如此類改造后的直流系統(tǒng)問題在變電所內(nèi)普遍存在，給設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大的安全隱患。

圖1 屏頂小母線

2 原因分析

2.1 直流系統(tǒng)設(shè)備老化

由于部分設(shè)備長年運(yùn)行，特別是老式蓄電池類型的直流系統(tǒng)，容易導(dǎo)致設(shè)備腐蝕、絕緣老化，影響直流系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但是近幾年老變電所都在依次進(jìn)行直流改造，所以這不是主要原因。

圖2 設(shè)備屏后接線

2.2 二期擴(kuò)建或新增減屏造成直流接線變動(dòng)

隨著近幾年電網(wǎng)建設(shè)步伐加大，二期擴(kuò)建和新增間隔等工作是長超運(yùn)維站近幾年的重要工作之一，這些工作必將帶來變電所直流系統(tǒng)的變動(dòng)，如新拉電纜、增加直流回路等，但圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和施工時(shí)均會(huì)考慮相關(guān)問題，所以這也不是主要原因。

2.3 缺少直流系統(tǒng)規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

多年來值班員對(duì)直流系統(tǒng)的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他一、二次設(shè)備，包括平時(shí)的維護(hù)、巡視、驗(yàn)收等方面。因?yàn)樵谶\(yùn)行管理方面一直缺乏相關(guān)的直流規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，所以造成值班員在驗(yàn)收直流檢修工作方面缺乏全面性和規(guī)范性。沒有把好驗(yàn)收關(guān)，就可能會(huì)造成直流系統(tǒng)上的種種問題，比如熔絲容量不對(duì)、接線不規(guī)范、空氣開關(guān)有級(jí)差等。多年問題的積累，就將產(chǎn)生種種不安全隱患。所以，這是一個(gè)主要原因。

2.4 缺少規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化直流系統(tǒng)配置圖表

長超運(yùn)維站所轄變電所較多，由于各變電所投產(chǎn)時(shí)間不同，不同電壓等級(jí)不同時(shí)期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不同，故直流系統(tǒng)接線方式各異，操作站又一直缺乏集中統(tǒng)一的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化直流系統(tǒng)圖表，給直流系統(tǒng)的全面規(guī)范管理帶來了諸多不便，所以，這也是一個(gè)主要原因。

經(jīng)過以上討論（見圖3），確立變電所直流系統(tǒng)運(yùn)行管理存在問題的主要原因是缺少直流系統(tǒng)規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化直流系統(tǒng)配置圖表。

3 制定對(duì)策

3.1 編制直流系統(tǒng)規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)以上分析可以看出，要改變目前直流系統(tǒng)的問題，嚴(yán)把驗(yàn)收關(guān)是一個(gè)迫切需要正視的問題，而直流系統(tǒng)的驗(yàn)收又缺少規(guī)范的驗(yàn)收項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)長超運(yùn)維站在直流驗(yàn)收過程中的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)編制了直流系統(tǒng)規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。按照直流系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)收項(xiàng)目列表匯總，結(jié)合檢修標(biāo)準(zhǔn)編制直流系統(tǒng)規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，通過對(duì)驗(yàn)收的每個(gè)小項(xiàng)具體細(xì)化，明確了驗(yàn)收的內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，使驗(yàn)收人員能夠準(zhǔn)確了解直流系統(tǒng)驗(yàn)收的要求，可以做到不漏驗(yàn)、誤驗(yàn)，同時(shí)也是對(duì)運(yùn)維人員的一次技術(shù)培訓(xùn)，使運(yùn)維人員能更了解直流系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)的工況要求。

結(jié)合安全活動(dòng)對(duì)直流系統(tǒng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，開展驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)方面的指導(dǎo)和培訓(xùn)，一方面可以降低由于驗(yàn)收不當(dāng)在以后設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)直流系統(tǒng)問題的概率，也為運(yùn)維人員能在日常工作中更好地發(fā)現(xiàn)、處理直流異常提供了技術(shù)支持。

3.2 編制規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化直流系統(tǒng)配置圖表

直流系統(tǒng)配置圖能清楚地表明直流系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)配置和接線，是運(yùn)維人員和檢修人員了解和處理直流系統(tǒng)問題的第一手資料。由于部分變電所老舊，經(jīng)過數(shù)次技術(shù)改造或設(shè)備更換，直流系統(tǒng)配置已比較混亂，因此編制規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化直流系統(tǒng)配置圖表也是一個(gè)迫在眉睫的問題。如上文論述，直流系統(tǒng)配置圖的缺失和不完整也是容易造成直流系統(tǒng)問題的一個(gè)原因。因此對(duì)所轄變電所的直流系統(tǒng)進(jìn)行一次全面檢查，結(jié)合原始圖紙，編制一份集中統(tǒng)一的直流系統(tǒng)配置圖表是十分必要的措施。在編制過程中也可以對(duì)檢查中發(fā)現(xiàn)的問題和缺陷進(jìn)行上報(bào)處理，或結(jié)合直流改造的機(jī)會(huì)進(jìn)行處理。

圖3 直流系統(tǒng)運(yùn)行管理不規(guī)范原因分析

表1 直流系統(tǒng)改造后驗(yàn)收卡項(xiàng)目

4 結(jié)語

通過編制直流系統(tǒng)規(guī)范驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、編制規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化直流系統(tǒng)配置圖表，幫助運(yùn)維人員深入了解直流系統(tǒng)的組成部分和接線構(gòu)造，明確直流系統(tǒng)規(guī)范驗(yàn)收的具體細(xì)節(jié)，改變運(yùn)維人員對(duì)直流系統(tǒng)的重視程度，規(guī)范直流系統(tǒng)的運(yùn)行管理，提高直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，消除了直流系統(tǒng)運(yùn)行和管理上的隱患，夯實(shí)了安全基礎(chǔ)，且填補(bǔ)了長超運(yùn)維站多年來在直流系統(tǒng)規(guī)范管理上的一個(gè)空白。在這次梳理工作中發(fā)現(xiàn)了一些直流系統(tǒng)存在的問題和隱患，并及時(shí)進(jìn)行了改進(jìn)和處理，提高了直流設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性。

長超運(yùn)維站為鞏固直流系統(tǒng)規(guī)范管理，已將編制變電所直流系統(tǒng)圖表作為新變電所投產(chǎn)前一個(gè)必備項(xiàng)目，并定期對(duì)變電所直流接線變動(dòng)情況進(jìn)行匯總，及時(shí)更新圖表。

[1]仇群輝，傅進(jìn)，費(fèi)云中，等.直流電源雙重化改造不停電策略研究與實(shí)踐[J].浙江電力，2015，34（12）∶31-33.

[2]丁峰，陸承宇，阮黎翔，等.變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能化改造過渡方式研究[J].浙江電力，2015，34（6）∶20-23.

[3]王素華，彭向陽，韓瀟,等.變電站直流電源系統(tǒng)改造問題分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（17）∶179-182.

[4]陳瑛.變電站直流電源系統(tǒng)改造方案的分析[J].浙江電力，2008，27（2）∶73-75.

[5]鄭宇.220 kV變電站直流系統(tǒng)改造實(shí)例及問題的處理[J].繼電器，2001，29（12）∶58-59.

[6]李穎超．新一代智能變電站層次化保護(hù)控制系統(tǒng)方其可靠性研究[D]．北京：北京交通大學(xué)，2013．

[7]國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）[G].2011.

[8]DL/T 5044-2004電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國電力出版社，2004.

（本文編輯：陸 瑩）

表1 鍋爐運(yùn)行參數(shù)對(duì)比（以2A磨煤機(jī)為例）

從表1可以看出，同樣在磨煤機(jī)冷一次風(fēng)門全關(guān)的狀態(tài)下，其磨煤機(jī)入口一次風(fēng)溫度相比改造前有了較明顯的提高（均有50℃以上）。同時(shí)在磨煤機(jī)熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)門開度減小的情況下，磨煤機(jī)出口溫度仍有所提高，說明這次對(duì)各磨煤機(jī)冷、熱一次風(fēng)門的改造效果比較明顯，其冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)門漏風(fēng)量有較大幅度減少。減少的冷一次風(fēng)換成了流經(jīng)空預(yù)器的熱一次風(fēng)，可加強(qiáng)空預(yù)器的換熱量，提高空預(yù)器的換熱效率而降低排煙溫度。從表1可看到鍋爐排煙溫度也有6～10℃的降低，從而提高了鍋爐經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語

針對(duì)磨煤機(jī)出口溫度偏低且大幅波動(dòng)的原因，對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行了改造，即提高冷一次風(fēng)門的密封性能，減小冷、熱一次風(fēng)門傳動(dòng)裝置的空行程。改造后，磨煤機(jī)出口溫度明顯提高，且波動(dòng)較小，排煙溫度也有所降低，改造效果較好。分析運(yùn)行參數(shù)，負(fù)荷煤量波動(dòng)工況下磨煤機(jī)運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)的靈敏性還有待提高；有的運(yùn)行磨煤機(jī)出口溫度在冷風(fēng)門全關(guān)時(shí)仍達(dá)不到90℃，有待于進(jìn)一步的分析與改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔福興.提高中速磨煤機(jī)出口溫度的可行性研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

[2]林詩左.探討磨煤機(jī)出口溫度偏低對(duì)制粉系統(tǒng)的影響[J].湖北電力，2008，32（3）∶28-29.

[3]呂洪坤，常毅君，裘立春，等.提升1 000 MW機(jī)組磨煤機(jī)進(jìn)出口溫度的措施研究[J].浙江電力，2013，32（4）∶30-34.

收稿日期：2016-11-07

作者簡介：楊為民（1971），男，工程師，從事發(fā)電廠檢修管理工作。

（本文編輯：陸 瑩）

Optimization of DC System Operation Management in Substation

WENG Zhihua，CHEN Shenguo，YANG Haiwei
（State Grid Huzhou Power Supply Company，Huzhou Zhejiang 313000，China）

As the DC system operation and management are not standardized，a variety of equipment failures of DC system frequently happen in substation.In this paper，the DC transformation projects of substation under the Changchao operation station are summarized，and the problems，hazards and causes existing in DC system management after DC system transformation are analyzed.The DC transformation project acceptance card is put forward according to the production practice to standardize the acceptance of projects；besides，a standardized and normalized DC system configuration chart is proposed at the same time to optimize the management of the DC system and eliminate hidden dangers in DC system operation and management.

DC system；transformation；management；optimization

TM73

C

1007-1881（2017）02-0077-04

2016-11-07

翁志華（1982），男，工程師，從事電力系統(tǒng)變電運(yùn)維工作。