變電站直流電源系統改造問題探討

徐華爵

摘要：在變電站系統中，直流電源系統本身具有一定的獨立性，在運行過程中不會受到系統本身的影響，在現代電力系統中起到了非常重要的控制以及保護作用。本文主要針對變電站直流電源系統改造的必要性進行了深入分析，并對改造過程中存在的問題進行了探究，最終結合實際情況提出了一些有效的改造措施，希望能為相關人員提供合理的參考依據。

關鍵詞：變電站;直流電源;改造問題;措施

結合實際情況可以了解到，變電站直流電源系統主要是為運行過程中變電一、二次設備提供相應的直流電源，有效滿足各個方面的直流用電需求。直流電源系統作為整個變電站中重要的組成部分，其運行效率將關系到所有的變電設備。如今，因直流系統故障而發生的事故問題不斷增加，針對這種現象，相關人員一定要對直流電源系統規范設置與穩定性引起高度的重視，將變電站直流電源系統改造工作進行全面落實，從而在最大程度上保證系統運行過程中的安全性。

1、變電站直流電源系統概述

目前，隨著我國電網事業的不斷發展，繼電保護裝置雙重化配置已經在社會中實現了非常廣泛的應用，在此基礎上變電站直流電源系統配置不規范以及質量不高等問題也逐漸顯現出來，為了對其中存在的問題進行合理解決，我國電力公司針對變電站開展了大規模的改造工作，并根據國家要求提出了相應的改造意見。

2、變電站直流電源系統交流斷路器更換直流斷路器存在的問題

受到傳統設備的影響，目前變電站直流電源二次回路中仍然還存在交流斷路器，這顯然已經不能滿足實際的相關技術要求，在電網公司相關條例中作出了明確的規定“嚴禁直流回路使用交流空氣斷路器”。結合實際情況可以了解到，直流回路中仍然使用交流斷路器的原因主要體現在了以下兩個方面：第一，存在部分直流電源設備最開始是由廠家提供的;第二，在購買變電站電器設備時，會直接附帶交流斷路器，并且交流斷路器涉及到的數量非常多。針對這種現象，對于相關的供電公司而言，一定要加強每個區域變電站的調查工作，并將直流斷路器進行購買替換。

在對直流斷路器進行更換的過程中，工作人員對直流斷路器的作用缺少一定的了解，所以對直流斷路器所起到的作用存在一定的誤區，主要體現在了以下兩個方面：第一，一些工作人員以為直流斷路器與交流斷路器之間的差異只體現在了制造靜動觸電;第二，將交流斷路器與直流斷路器之間進行更換時，往往采用一些的固定的模式來進行。因為這些錯誤觀點的存在對直流電路器的更換工作產生了一定的影響。

首先，在電源的影響下，直流斷路器與交流斷路器之間所形成的電弧機理存在一定的差異，通常情況下，直流斷路器的觸頭與一般交流斷路器具有一定的相似性，在沒有特別要求的情況下，兩者之間的差別主要是在分斷瞬間觸頭電燒損問題分析上。在對交流斷路器進行更換的過程中，需要將重點放在電弧重燃問題解決方面。

直流斷路器在分斷過程中，所形成的直流電弧保持不變，當電流逐漸增大時，時間常數也會逐漸增加，這時電弧就不容易熄滅，因此，在對直流斷路器進行分斷過程中，應該采用強制熄滅直流電弧的措施。通常情況下，直流斷路器滅弧就是在控制電弧游離的基礎上，將去游離因素加入到其中，如果要將電弧拉入到窄縫時，可以適當加大觸頭與柵片之間的距離，同時也可以在電弧的內部布置相應的屏障，通過這種方式可以使局部離子與電子之間進行有效結合，這樣去游離作用就會超出游離作用，最終使電弧熄滅。

所以，在動靜觸頭之間，直流斷路器存在永久磁鐵或者是電磁線圈，在磁場中磁通具有一定的集中性，并且經過貼心導磁夾板進入到滅弧空間當中，同時與滅弧片之間形成相應的閉合磁路，在強磁場自身產生的作用下，電弧可以在較快的時間內通過觸頭引入滅弧室窄縫，這時柵片就會將電弧劃分成相應的電弧，當滅弧罩與柵片共同產生作用時，電源電壓的維持作用進行消失，從而產生滅弧現象。

3、變電站直流電源系統負荷網絡改中存在的問題

結合實際情況可以了解到，在變電站直流饋線網絡改造過程中，特別是對于220kV常規變電站而言，因為其中涉及到了兩套直流系統，受到終端負荷控制方式理解差異的影響，所以在改造方案上具有明顯的不同。

方案一：在對非綜自變電站進行改造的過程中，兩套直流系統分別運行，并且在電源處引出兩路控制源，將雙段直流布置在控制屏頂處，同時在控制母線逐漸設置相應的聯絡開關。這種改造方案的優點是與以往控制方法比較相似，直流饋線引出的比較少，所以在這種方案中不需要設置太多的分電屏。但是這種改造方案因為沒有完全分離以往的控制母線，所以回路的極差配合達到了四級，這就導致極差配合與電源系統在運行過程中無法保障其穩定性。

方案二：在非綜自變電當中，兩套直流電源分別運行，分離以往控制屏頂中的直流小母線，這樣直流電源就可以分別從兩邊直流電源屏中引出來，同時對相關操作控制回路完成相應的改造工作。

方案三：針對于綜自變電站而言，兩套直流電源分別運行，將兩段直流電源小母線布置在測控屏上，并在中間布置母線聯絡開關，目前，這種改造方案已經在新建變電站中得到了非常廣泛的應用。

通過以上幾種改造方案進行分析，方案二與方案三之間具有很大的相似性，在直流分電屏數量增加的基礎上，可以實現直流負荷輻射分配改造過程中的相關要求，只是在變電站控制方法上存在一定的差異。這種改造方案的優點是可以對直流負荷進行單輻射控制，缺點是因為電源饋線涉及到的內容非常多，所以在實際的改造過程中需要設置較多直流分電屏。同時，如果直流分電屏上的饋線斷路器發生故障問題時，將會對正常運行產生一定的影響，同時裝置也很難轉換到另外一路直流電源進行供電。

4、變電站直流電源系統中極差配合與參數選型中存在的問題

在實際的工作當中，因為很多工作人員對回路極差配合性沒有進行全面了解，為了避免越級跳閘等問題的產生，所以在改造過程中經常會隨意擴大直流電源饋線斷路器額定電流，以這種方式來提升配合系數，但是這種方式會對系統的靈敏度產生一定的影響。因此，在實際的改造過程中需要對直流斷路器額定電流進行準確的計算，同時根據實際情況對各級配合進行有效的選擇。

結合相關的試驗統計數據進行分析，可以對目前普遍使用的直流斷路器特征進行掌握，根據相關的饋線回路設計要求，在改造過程中應該對短路瞬時脫口配合選擇引起高度的重視。另外，在設計以及選型等工作當中，應該將直流饋線短路電流的限流作為重點內容，通過短路電流來嚴重空氣開關中的電磁脫口是否合理。如果存在上下級之間不能有效配合的情況下，可以對直流斷路器進行合理的調整，所選擇的直流斷路器應該具有一定的限流作用，通過這種方式可以保證變電站直流電源系統能達到極差配合的相關要求。

5、結語：

綜上所述，根據實際情況可以看出，在目前變電站直流電源系統改造工作中還存在著一些需要解決的問題，其問題產生的主要原因是因為傳統電源端和負荷端之間缺少一定的統一性，并且缺少了相應的規范工作。因此，針對目前變電站直流電源系統改造中存在的問題，應該對直流系統中涉及到的問題進行全面了解，對相關技術環節作出明確的規定，同時將相應的強制標準進行全面落實，從而才能在根本上對問題進行解決。

參考文獻：

[1]秦傳明，姜成元，敖非，劉堅.變電站單電源直流系統的不停電改造[J].自動化應用，2015（03）：78-80.

[2]鐘慶程.變電站直流系統改造施工技術探討[J].科技與企業，2012（22）：185.

[3]王素華，彭向陽，韓瀟，呂樹河，宋建軍.變電站直流電源系統改造問題分析[J].電力系統保護與控制，2010，38（17）：179-182.