220 kV洼里變電站直流系統(tǒng)的不停電改造

杜時(shí)光，王長(zhǎng)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(guó)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(hù)、自動(dòng)裝置、信號(hào)和遠(yuǎn)程操作提供電源，其可靠性對(duì)變電站安全運(yùn)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(shí)對(duì)老化嚴(yán)重的直流系統(tǒng)進(jìn)行改造，以提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，節(jié)約日常運(yùn)行維護(hù)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(gè)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(yùn)至今，設(shè)備運(yùn)行已處于老化期，充電機(jī)故障頻發(fā)，直流系統(tǒng)饋線空開已滿，無(wú)法接入新饋線回路，不能滿足變電站的擴(kuò)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(yán)重。因此，為保障提供穩(wěn)定可靠的直流電源，需對(duì)該站直流系統(tǒng)進(jìn)行更換改造。

2 220 kV洼里變直流系統(tǒng)改造實(shí)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(jī)屏3面、負(fù)荷饋出屏4面（負(fù)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(fù)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(jī)2臺(tái)，直流負(fù)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(yùn)行。

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

新舊系統(tǒng)相比具有以下特點(diǎn)。（1）饋線支路擴(kuò)容：直流饋線各支路空開由原來(lái)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(lái)變電站的擴(kuò)建和設(shè)備新增的要求；（2）系統(tǒng)運(yùn)行更加可靠：充電機(jī)由原來(lái)2臺(tái)變成3臺(tái)，備用充電機(jī)（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(yùn)行時(shí)，可以手動(dòng)投入備用充電機(jī)，提高了母線運(yùn)行的可靠性。

2.2 不停電改造方案分析

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

2.3 不間斷改造方案實(shí)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(fù)荷逐次在新老系統(tǒng)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終完成所有負(fù)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(jī)并進(jìn)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(fù)荷饋出屏1面（以下稱臨時(shí)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(shí)過渡屏，并調(diào)試好。

第二階段，主要任務(wù)是進(jìn)行過渡負(fù)荷，將所有的直流饋出電纜逐路從老直流屏上過渡到臨時(shí)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(duì)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(fù)荷的回路數(shù)和重要性區(qū)別對(duì)待。對(duì)于保護(hù)用的直流電源，由相關(guān)班組人員到現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查確認(rèn)。從#1直流屏和#2直流屏各饋出一路直流保護(hù)屏小母線。保護(hù)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(shí)中斷進(jìn)行過渡的方式將兩路輪流過渡完畢，而不影響保護(hù)小母線用直流。如有保護(hù)用直流饋出電纜僅有一路供電，這部分保護(hù)用直流，需由繼電人員采取從保護(hù)屏小母線并接線或采取其他臨時(shí)接線方式進(jìn)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(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上，主變分電屏的兩個(gè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)合上，220 kV分電屏的兩個(gè)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(jì)6路。第三，逐一拆掉電纜，接至臨時(shí)過渡屏上。第四，注意極性，確認(rèn)無(wú)誤后做好標(biāo)識(shí)，將臨時(shí)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(jì)6路。第六，逐一拆掉電纜，將電纜包裹結(jié)實(shí)標(biāo)記好回路名稱、極性，放置電纜夾層中。

（3）遠(yuǎn)動(dòng)電源、儲(chǔ)能電源、通信光纜、UPS電源以及信號(hào)電源等其他用直流電源，申請(qǐng)短時(shí)中斷直流供電進(jìn)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(shí)好回路名稱、極性，并做好標(biāo)記，共同確認(rèn)可以過渡后再進(jìn)行過渡。每過渡一路應(yīng)由相應(yīng)專業(yè)人員驗(yàn)收一路，以確保直流系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。過渡完畢后，要畫出臨時(shí)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(jìn)行調(diào)試。先拆除老直流設(shè)備，再安裝新直流設(shè)備，對(duì)新直流設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，并具備運(yùn)行條件。

第四階段，主要任務(wù)是將負(fù)荷過渡到最終位置。進(jìn)行第二次過渡，將接于臨時(shí)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(yàn)收及直流設(shè)備與上微機(jī)之間的通信。

2.4 改造實(shí)施要點(diǎn)分析

直流改造工程難度大、風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高，在不停電情況下進(jìn)行改造，勢(shì)必會(huì)增加其危險(xiǎn)性。為確保改造過程中直流母線和直流負(fù)荷不停電且運(yùn)行穩(wěn)定，須做好關(guān)鍵點(diǎn)管控和安全技術(shù)措施。

2.4.1 關(guān)鍵點(diǎn)管控

（1）各相關(guān)專業(yè)要提出所需直流負(fù)荷大小，并請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院按照各專業(yè)所需直流負(fù)荷和新直流屏上空開容量，核實(shí)直流空開上下級(jí)配合是否滿足運(yùn)行要求。

（2）洼里變?cè)?1、原#2直流屏共饋出26個(gè)饋出回路計(jì)26對(duì)饋出電纜，請(qǐng)相關(guān)專業(yè)核對(duì)確認(rèn)哪些回路是雙電源，哪些回路是可以臨時(shí)中斷供電進(jìn)行過渡，是否還需要增加回路數(shù)。

（3）開工前，運(yùn)行人員應(yīng)和工作負(fù)責(zé)人共同檢查直流系統(tǒng)絕緣狀況。首先，進(jìn)行+/E、-/E選擇測(cè)量，了解變電所絕緣強(qiáng)度情況。其次，進(jìn)行人為接地試驗(yàn)（按接地試驗(yàn)按鈕），應(yīng)正確動(dòng)作，要有音響報(bào)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(fù)荷饋出屏?xí)r，各相關(guān)專業(yè)應(yīng)各負(fù)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(yùn)行人員應(yīng)配合直流作業(yè)人員認(rèn)真核對(duì)，并做好標(biāo)記后拆除。兩次過渡中，各相關(guān)專業(yè)需負(fù)責(zé)驗(yàn)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(biāo)識(shí)。

2.4.2 安全技術(shù)措施

（1）安裝、拆除直流屏、充電機(jī)時(shí)，必須要在斷電的情況下進(jìn)行。

（2）拆除充電機(jī)，首先將交流屏上的充電機(jī)電源開關(guān)切除，并用萬(wàn)用表確認(rèn)充電機(jī)屏內(nèi)無(wú)電后，方能認(rèn)為交流已切斷，并在交流屏上的充電機(jī)電源開關(guān)把手上懸掛“有人工作，禁止合閘”標(biāo)示牌。

（3）拆除原直流饋出支路前，一定要準(zhǔn)確記錄原支路名稱，標(biāo)識(shí)要清楚、結(jié)實(shí)，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(zhǔn)有松動(dòng)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(gè)。

（6）不得觸及鄰近交流屏和保護(hù)屏。

（7）作好自我防護(hù)和相互保護(hù)，嚴(yán)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(zhǔn)的允許短時(shí)中斷直流除外）。

（9）拆除原柜內(nèi)任何接線前，要將沒有標(biāo)記的配出線和信號(hào)線等接線做上標(biāo)記，對(duì)原無(wú)標(biāo)記的接線要反復(fù)核對(duì)，確保準(zhǔn)確無(wú)誤。

（10）撤除原柜前，要確認(rèn)無(wú)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(fù)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(wú)論是充電裝置還是母線接線方式，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。新的直流系統(tǒng)有助于工作人員迅速判斷故障點(diǎn)，及時(shí)處理異常情況，節(jié)省時(shí)間，同時(shí)大大提高了整個(gè)直流系統(tǒng)的供電可靠性。220 kV洼里變電站已在實(shí)際改造中成功應(yīng)用，其安全、合理、經(jīng)濟(jì)、先進(jìn)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(yàn)。