變電站直流系統操作步驟建議與優化

鄭舒婷

摘 要：直流系統是變電站正常運行的關鍵，其性能確定了整個電力系統的運行可靠性，直流系統的穩定性保障一直是電力系統高度重視的問題。本文通過實例分析，在直流系統進行操作時，應該如何保證直流系統的連續穩定運行。

關鍵詞：變電站；直流系統；操作過程分析

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

0.引言

變電站的直流系統，主要為變電站內的一、二次設備提供可靠、穩定的電源。其作用主要為：（1）為一次設備提供可靠的控制電源。在變電站的一次設備的操作，均需要通過后臺監控機發送分合相關信號至動力系統才能完成一次分合閘操作，而分合閘信號正常發出與否則由直流系統的能否正常運行決定。（2）為二次設備提供可靠的運行電壓。變電站的二次設備能否正常運行，在事故異常的時候起到關鍵作用，迅速隔離相關故障，而二次設備的正常運行全由直流系統提供保障。

因此，在直流系統的倒閘操作的過程中，直流系統的正常運行顯得尤為重要。本文通過實例分析直流系統的倒閘操作過程中的問題和關鍵，并提出相關的建議。

1.直流系統的正常運行方式

根據《廣東電網有限責任公司變電站站用交直流電壓設備管理細則》中規定，ZK3、ZK4開關為三極開關，分別為停用、直供直流系統、直供蓄電池3個位置。以#1直流系統為例，1JK、2JK兩路交流均為輸入狀態，由系統選擇采用其中一路，而ZK3在直供直流系統位置，蓄電池的ZK1在合上位置，而分段開關ZK7在斷開位置。綜上所述，直流系統的正常供電情況如圖1～圖3。

#1充電裝置回路與I段母線連接的ZK3隔離開關合在“至Ⅰ段母線”位置，#1蓄電池組與Ⅰ段母線的聯絡ZK1開關在合閘位置，#1充電裝置和#1蓄電池組并列對Ⅰ段直流母線供電。

#2充電裝置回路與Ⅱ段母線連接的ZK4隔離開關合在“至Ⅱ段母線”位置，#2蓄電池組與Ⅱ段母線的聯絡ZK2開關在合閘位置，#2充電裝置和#2蓄電池組并列對Ⅱ段直流母線供電。

母聯開關ZK7開關打至“斷開”位置，Ⅰ段母線與Ⅱ段母線聯絡為斷開狀態，直流Ⅰ、Ⅱ段母線分列運行。

2.典型的操作過程分析

由于直流系統的操作分為送電操作和停電操作，現結合一起分析：

（a）#1充電裝置、#1蓄電池組由運行狀態轉為停用狀態的操作順序，操作順序見表1。

其中，步驟2是關鍵操作步驟，若ZK7并列開關處于假合狀態，而又缺乏行之有效的檢驗辦法，此時若繼續操作步驟3時，則I段直流將會失壓。2009年至2010年期間，曾發生過由于并列開關把手內裂，導致把手轉動到位了，但I、II母并未并列，從而使得I母線失壓的情況發生。

（b）#1充電裝置、#1蓄電池組由停用狀態轉運行狀態時的操作順序表，操作順序見表2。

其中，步驟4、5是關鍵操作步驟，若ZK1、ZK3開關把手任一內裂，不能使得開關本體導通，這有可能使得I段直流母線失壓，也有可能使得充電機或者蓄電池不能正常工作。

綜上可以看出，開關假合的情況下，會危及直流系統的穩定，更嚴重會危及整個變電站的安全運行。

3.應對措施

由于直流系統由運行轉為停用和由停用轉為運行遇到的問題均是開關是否存在假分的問題，因此，以直流系統由運行轉為停用來分析考慮。

3.1對比兩段母線相關數據

如圖1所示，由于兩段母線在并列狀態，理論上來說兩段母線的電氣狀態量應該一致，此時可以通過判斷電氣量狀態粗略認為兩段母線確實合上。

但對于直流系統來說，由于波動較小，而且兩段母線所供負荷相對均衡，正常運行狀態下，兩段母線不并列，但兩段母線的電氣量也趨于一致，這在本質上比較難區別并列開關究竟是合上還是假合。

3.2對比充電機前后輸出電流情況

如圖2所示，在并列前，#1充電機帶I段直流母線，#2充電機帶II段直流母線，而在并列后，改為#1、#2充電機同時帶上I、II段母線，此時，兩段母線的充電機的輸出電流應該趨于一致，則存在并列前電流值小的會變大、并列前電流值大的變小的過程，此時可以認為兩段母線確已并列。若并列后，兩臺的充電機電流輸入均無變化，則認為開關存在假合的情況。

但根據3.1的分析，存在兩段母線狀態非常一致的情況，此時兩段母線并列前后電流變化量較少，此時難以判斷并列開關的狀態。

3.3通過提供充電機輸入來進行判斷

根據3.2的分析，進一步構想，若此時通過人為調高某一充電機的輸出，能否判斷出該次并列是成功的。

在#1充電機及#1蓄電池由運行轉為停用時，在并列開關合上后，通過人為調高#2充電機的輸出（由浮充模式轉為均充模式），若并列開關正常合上，此時#2充電機的輸出電流：I=I1+I2+I3+I4，即，#2充電機在為II段母線負荷和#2蓄電池供電的同時，也為I段母線負荷和#1蓄電池供電。

需要注意的是，由于提高了#2充電機輸入，則此時#2充電機的輸出電壓高于#1蓄電池電壓，也使得#1蓄電池處于均充狀態，此時I3有明顯較大的變化。

而此時由于#2充電機的輸出大于#1充電機的輸入，此時#1充電機由于逆止閥，會處于待機狀態，則#1充電機無輸出電流。

結論

通過上述分析，在直流母線并列前或分列后，通過提高某一側的充電機輸出，可以通過#1、#2蓄電池的輸入電流以及另一充電機的輸出電流來判斷該次并列或分列操作是否到位，極大地提高了直流系統的操作可靠性，為直流系統的正常運行提供了保障。

參考文獻

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