直流系統(tǒng)在220kV變電站中的運(yùn)用分析

梁東昇

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)發(fā)展總體水平的提升，人們對(duì)電力的要求越來(lái)越高。變電站為了能夠滿足供給控制、自動(dòng)裝置、信號(hào)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?yàn)槿藗兲峁└渥愕碾娏?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(cè)等組成，是為繼電保護(hù)裝置、各種信號(hào)回路以及斷路器的操作提供充足的電源，其能否正常運(yùn)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(duì)變電站及整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)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(shí)，分為兩個(gè)部分，一是主供電回路，此回路具有充電的功能，可以對(duì)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(duì)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(huì)對(duì)供電產(chǎn)生影響。因此，對(duì)于220kV的變電站來(lái)說(shuō)，大多會(huì)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(duì)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(duì)象的遠(yuǎn)近、變電站的規(guī)模及其布置方式來(lái)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(duì)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(shuō)是直流動(dòng)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(dòng)力與控制小母線，使不同直流負(fù)荷形成一個(gè)環(huán)形的供電網(wǎng)絡(luò)，并且每個(gè)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(shí)，可能會(huì)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(yùn)行，會(huì)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(shí)的放電時(shí)間考慮，其具體安裝要綜合變電站的規(guī)模、直流系統(tǒng)運(yùn)行將其負(fù)荷綜合考量，進(jìn)而對(duì)其使用的蓄電池?cái)?shù)量、容量及其充電設(shè)置的容量進(jìn)行精確計(jì)算。除此之外，每組蓄電池還應(yīng)配有相對(duì)的試點(diǎn)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(cè)及電壓監(jiān)視。高頻開關(guān)電源能夠保證蓄電池在整個(gè)系統(tǒng)中有效運(yùn)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(jì)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(dòng)控制，利用微機(jī)的控制，二是手動(dòng)控制。當(dāng)自動(dòng)控制單元出現(xiàn)故障或者處于檢修狀態(tài)時(shí)，就會(huì)使用手動(dòng)控制。對(duì)于220kV的變電站來(lái)說(shuō)，其直流系統(tǒng)一般會(huì)設(shè)置兩套高頻開關(guān)電源，對(duì)于N+1個(gè)模塊來(lái)說(shuō)，也可以設(shè)置三套。之所以安裝絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備，是因?yàn)橐獧z測(cè)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(gè)點(diǎn)接地，就會(huì)使斷電器做出錯(cuò)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(cè)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(cè)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(cè)。此外，有一些在線監(jiān)測(cè)裝置帶有分支回路，此種裝置能夠監(jiān)測(cè)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(gè)高頻開關(guān)電源配備一個(gè)微機(jī)監(jiān)控單元，觀察直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)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(gè)系統(tǒng)，并且要將整理出的信息通過(guò)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(gè)蓄電池配備一個(gè)巡檢儀，對(duì)單個(gè)蓄電池的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其充、放電的動(dòng)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(cè)裝置，實(shí)時(shí)對(duì)直流母線的電壓進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電壓不正常時(shí)即會(huì)發(fā)生警報(bào)，還能夠?qū)ζ漯伨€接地情況進(jìn)行檢測(cè)。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(yàn)的放電回路，并且還要裝置保護(hù)電器。另外，對(duì)于蓄電池出口設(shè)置的保護(hù)電器來(lái)說(shuō)，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(jí)以上的差度。最后，要在直流分電屏中安裝母線電壓表，對(duì)其進(jìn)行電壓檢測(cè)。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(yùn)用。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，直流系統(tǒng)對(duì)變電站的整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行有著極其重要的作用。隨著我國(guó)電力系統(tǒng)不斷升級(jí)優(yōu)化，人們的生活用電質(zhì)量也隨之提高，進(jìn)而對(duì)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(shí)際情況計(jì)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.