直流系統(tǒng)在220kV變電站中的運用分析

梁東昇

摘 要：隨著我國社會發(fā)展總體水平的提升，人們對電力的要求越來越高。變電站為了能夠滿足供給控制、自動裝置、信號等不間斷的安全用電，就需要具備十分可靠、安全的直流電源。本文主要闡述了在220kV變電站中直流系統(tǒng)的組成及配置，以此希望變電站能夠為人們提供更充足的電力供應(yīng)。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng);變電站;電壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.169

0 前言

直流系統(tǒng)作為變電站的重要組成部分，有著極大的作用。直流系統(tǒng)是由充電設(shè)備、蓄電池、直流屏、絕緣監(jiān)測等組成，是為繼電保護(hù)裝置、各種信號回路以及斷路器的操作提供充足的電源，其能否正常運行，關(guān)乎到繼電保護(hù)裝置和斷路器的工作反應(yīng)是否正確，對變電站及整個電網(wǎng)的安全運行有著極大的影響。

1 變電站直流系統(tǒng)概述

變電站中的直流系統(tǒng)，將交流電源輸送到回路時，分為兩個部分，一是主供電回路，此回路具有充電的功能，可以對其線路中的蓄電池組充電，并且在蓄電池上可以均充與浮充。二是供電回路，此回路主要是為了對控制母線供以220V直流電壓[1]。變電站中的直流系統(tǒng)如圖1所示。

2 直流系統(tǒng)的組成

（1）接線與電壓。在直流系統(tǒng)在變電站中的接線所使用的類型是單母線，或是單母線的分段接線。由于單母線分段接線具有較高的可靠性，當(dāng)某段母線發(fā)生故障或是檢修都不會對供電產(chǎn)生影響。因此，對于220kV的變電站來說，大多會使用單母線分段接線。在220kV的變電站中，直流系統(tǒng)的額定電壓一般為110V或是220V。對于直流系統(tǒng)額定電壓的選擇需要綜合斷路器的操作類型、被控對象的遠(yuǎn)近、變電站的規(guī)模及其布置方式來判斷，一般直流系統(tǒng)在變電站中的額定電壓為220V。比如：在某變電站中，其斷路器的操作類型為電磁型，需對回路電源進(jìn)行操作，并且其變電站有許多蓄電池組，為了減少蓄電池組及其輔助設(shè)施的建造成本，其直流系統(tǒng)的額定電壓選擇為110V。

（2）直流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)及蓄電池組裝。直流系統(tǒng)在220kV變電站中一般使用的是環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)。也可以說是直流動力負(fù)荷與控制負(fù)荷都使用的是環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)。在變電站中設(shè)置動力與控制小母線，使不同直流負(fù)荷形成一個環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)，并且每個環(huán)形的電源回路都要接到分段母線的兩端。當(dāng)需要更加可靠的直流系統(tǒng)時，可能會使用雙重化的控制電源，供電網(wǎng)絡(luò)的類型為輻射狀供電。在蓄電池組裝上，一般為了確保直流系統(tǒng)能夠安全可靠的運行，會安裝兩組蓄電池，蓄電池要選擇為閥控式的密封鉛酸蓄電池。蓄電池的容量要按照每小時的放電時間考慮，其具體安裝要綜合變電站的規(guī)模、直流系統(tǒng)運行將其負(fù)荷綜合考量，進(jìn)而對其使用的蓄電池數(shù)量、容量及其充電設(shè)置的容量進(jìn)行精確計算。除此之外，每組蓄電池還應(yīng)配有相對的試點放電回路，并且放電回路設(shè)備要進(jìn)行隔離處理，為了保護(hù)電器要與蓄電池組的出口回路進(jìn)行并接[2]。

（3）裝置高頻開關(guān)電源、絕緣監(jiān)測及電壓監(jiān)視。高頻開關(guān)電源能夠保證蓄電池在整個系統(tǒng)中有效運行，尤其是閥控式的蓄電池，其需要性能更高的充電裝置。高頻開關(guān)電源的設(shè)計原理是利用微機(jī)進(jìn)行控制，進(jìn)而滿足蓄電池組在其初次充電、浮充電以及補(bǔ)充充電的需求。另外，高頻開關(guān)電源有兩種控制方式，一是自動控制，利用微機(jī)的控制，二是手動控制。當(dāng)自動控制單元出現(xiàn)故障或者處于檢修狀態(tài)時，就會使用手動控制。對于220kV的變電站來說，其直流系統(tǒng)一般會設(shè)置兩套高頻開關(guān)電源，對于N+1個模塊來說，也可以設(shè)置三套。之所以安裝絕緣監(jiān)測設(shè)備，是因為要檢測直流系統(tǒng)中的絕緣水平是否符合標(biāo)準(zhǔn)。若是直流系統(tǒng)的兩個點接地，就會使斷電器做出錯誤反應(yīng)，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此，務(wù)必在直流系統(tǒng)中安裝高效率且靈敏性較高的絕緣監(jiān)測設(shè)備。為了保證直流系統(tǒng)的電壓正常，還要安裝電壓監(jiān)視裝置。近幾年，絕緣監(jiān)測及電壓監(jiān)視裝置以微機(jī)型眾多，并且微機(jī)型產(chǎn)品發(fā)展十分迅速。而且此類型產(chǎn)品具有較高的靈敏度，即使正負(fù)母線處在絕緣狀態(tài)也能夠?qū)ζ溥M(jìn)行監(jiān)測。此外，有一些在線監(jiān)測裝置帶有分支回路，此種裝置能夠監(jiān)測出絕緣下降或是有回路出現(xiàn)接地故障行為，大大提升了有關(guān)人員的檢修效率。

（4）設(shè)備的布置。第一，蓄電池要使用框架安裝的方式放置在專有蓄電池室中。第二，直流系統(tǒng)的主窺屏及其充電裝置要接近負(fù)荷中心，放置在專有直流間或是繼電器的室內(nèi)。第三，要為每個高頻開關(guān)電源配備一個微機(jī)監(jiān)控單元，觀察直流系統(tǒng)的運行狀態(tài)，對其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及信息進(jìn)行整理分析，進(jìn)而更好的控制與管理整個系統(tǒng)，并且要將整理出的信息通過RS-485通信口傳送至其站內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)中。第四，要為每個蓄電池配備一個巡檢儀，對單個蓄電池的運行狀況進(jìn)行監(jiān)測，實現(xiàn)對其充、放電的動態(tài)管理。第五，要在直流主屏與分屏上安裝直流絕緣監(jiān)測裝置，實時對直流母線的電壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電壓不正常時即會發(fā)生警報，還能夠?qū)ζ漯伨€接地情況進(jìn)行檢測。第六，要在蓄電池的出口及高頻開關(guān)電源裝置上安裝三種回路，一是直流側(cè)出口回路，二是直流饋線回路，三是蓄電池試驗的放電回路，并且還要裝置保護(hù)電器。另外，對于蓄電池出口設(shè)置的保護(hù)電器來說，可以使用熔電器，其他裝置的保護(hù)電器最適合使用專業(yè)的直流空氣開關(guān)，并且要保證分饋線的開關(guān)于直流系統(tǒng)中的總開關(guān)保持3-4級以上的差度。最后，要在直流分電屏中安裝母線電壓表，對其進(jìn)行電壓檢測。只有做得到以上要求，才能夠保證直流系統(tǒng)能夠在220kV的變電站中有效運用。

3 結(jié)束語

綜上所述，直流系統(tǒng)對變電站的整個電網(wǎng)運行有著極其重要的作用。隨著我國電力系統(tǒng)不斷升級優(yōu)化，人們的生活用電質(zhì)量也隨之提高，進(jìn)而對變電站中直流系統(tǒng)的質(zhì)量提出了更高的要求。為了提高其質(zhì)量，要根據(jù)變電站的實際情況計算并分析直流系統(tǒng)，進(jìn)而選出最優(yōu)方案，以滿足人們的供電需求及用電安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]武斌.220kV變電站直流系統(tǒng)的配置及其優(yōu)化的相關(guān)探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（20）：165.

[2]陸萍娟.試論220kV變電站直流系統(tǒng)的改造[J].科技與創(chuàng)新，2014（02）：32-33.