摘要：近些年來，隨著用電量的加大以及近年來科技的發(fā)展和電網(wǎng)運(yùn)行的需要，變電站設(shè)備改造工程勢(shì)在必行。因而我國加強(qiáng)了對(duì)電網(wǎng)各部分的自動(dòng)化改造，而直流系統(tǒng)作為變電站的心臟,是變電站的控制、信號(hào)、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、事故照明等提供可靠的直流電源,是變電站安全運(yùn)行的保證。因此,對(duì)變電站直流系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造已迫在眉睫。本文首先從變電站直流系統(tǒng)當(dāng)前所存在的問題出發(fā)，對(duì)其改造工程做了一定的探討。

　　關(guān)鍵詞：變電站;直流系統(tǒng);問題;改造舉措

　　Abstract: In recent years, with the increase of electricity consumption and the recent technology development as well as the need of grid operation, substation equipment renovation project is imperative. This paper starting from the problems of the DC system, and to discussed its renovation project.

　　Key words: substation; DC system; problems; transformation initiatives

　　中圖分類號(hào)：TM411+.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

　　引言：隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，為提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量，有許多常規(guī)的變電站被改成綜自站，因?yàn)槌Ｒ?guī)變電站有人值守，所以對(duì)直流系統(tǒng)的要求不高，老式的直流設(shè)備就可以滿足要求，但是改造后原有直流設(shè)備的缺點(diǎn)如：發(fā)熱量大、沒有遠(yuǎn)方功能、功率因數(shù)低、體積較大等卻逐漸顯現(xiàn)出來，這些與電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)相違背，所以必須引起足夠的重視并加以改造，使電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，

　　一、 當(dāng)前變電站直流系統(tǒng)所存在的問題

　　1、 采用的敞開式的堿性蓄電池組服役時(shí)間較長，直流電源系統(tǒng)堿性，運(yùn)行維護(hù)麻煩、安全可靠性低，已不能適應(yīng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置對(duì)直流電源的安全技術(shù)要求。需要更換為微機(jī)控制智能型免維護(hù)蓄電池

　　2、 采用端電池調(diào)節(jié)器調(diào)壓得的直流系統(tǒng)，端電池極易硫化、維護(hù)困難，接線復(fù)雜，在更換工程中一旦發(fā)生斷線，短路或者接地，都將有可能導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)或者拒動(dòng)，造成大面積停電事故，甚至可能造成電網(wǎng)事故。這就要求在全站不失去直流電源的情況下進(jìn)行更換。

　　3、陳舊的直流裝置自動(dòng)化程度低，無法滿足遙測(cè)、送信等功能的要求。受基本元件的制約，電器化性能提高收到限制。

　　二、做好直流裝置改造的幾點(diǎn)舉措

　　一般變電站負(fù)荷較大且較重要，難以全站停電。因此，直流系統(tǒng)改造只能帶電進(jìn)行。但帶電改造，在新老直流裝置更換過程中，可能會(huì)使直流電源不可靠，造成系統(tǒng)事故。所以我們需要蓄電池容量的選擇及直流裝置的選擇，合理制訂一個(gè)不停電更換直流裝置的方案， 一般現(xiàn)在我們都是智能高頻開關(guān)電源，由于其體積小，重量輕，技術(shù)指標(biāo)優(yōu)越，模塊化設(shè)計(jì)，N+1熱備份方式，便于“四遙”等優(yōu)點(diǎn)，已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

　　1、做好調(diào)壓，采用高頻斬波方式。電站繼電保護(hù)裝置對(duì)直流電壓的穩(wěn)定性要求高。傳統(tǒng)的調(diào)壓方法為多只二極管串聯(lián)后與多只繼電器觸點(diǎn)并聯(lián)進(jìn)行有機(jī)調(diào)節(jié)。精度低又不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。高頻斬波調(diào)壓就可以解決這些問題。動(dòng)力母線提供的直流電壓，經(jīng)高頻斬波后送到控制母線，向繼電保護(hù)裝置供電，輸壓反饋到調(diào)節(jié)器，構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，自動(dòng)、精準(zhǔn)管道斷及斬波高度，在動(dòng)力母線電壓大幅度波動(dòng)下，也可以控制母線電壓穩(wěn)定。

　　2、智能高頻開關(guān)電源系統(tǒng)由交流配電，絕緣檢測(cè)，監(jiān)控模塊、整流模塊、調(diào)壓模塊，直流饋電等組成。其工作原理如下：

　　交流配電為系統(tǒng)提供三相交流電源，監(jiān)測(cè)三相電壓、電流及接觸器狀態(tài);判斷交流輸入是否滿足系統(tǒng)要求，在交流輸入出現(xiàn)過壓、欠壓、不平衡時(shí)自動(dòng)切斷有故障的一路，并切換到另一路供電，系統(tǒng)發(fā)出聲光告警。裝有每相通流量40kA、響應(yīng)速度為25μs的三相避雷器，能有效地防止雷擊對(duì)設(shè)備造成的損壞。

　　絕緣監(jiān)測(cè)采用進(jìn)口非接觸式直流微電流傳感器，利用正負(fù)母線對(duì)地的接地電阻產(chǎn)生的漏電流，來測(cè)量母線對(duì)地的接地電阻大小，從而判斷母線的接地故障。這一技術(shù)無須在母線上疊加任何信號(hào)，對(duì)直流母線供電不會(huì)有任何不良影響，徹底根除由直流母線對(duì)地電容所引起的誤判和漏判，對(duì)于微機(jī)接地監(jiān)測(cè)技術(shù)是一重要突破。

　　監(jiān)控模塊是整個(gè)直流系統(tǒng)的控制、管理核心，其主要任務(wù)是對(duì)系統(tǒng)中各功能單元和蓄電池進(jìn)行長期自動(dòng)監(jiān)測(cè)，獲取系統(tǒng)中的各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)進(jìn)行處理，并以此為依據(jù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)電源系統(tǒng)的全自動(dòng)精確管理，從而提高電源系統(tǒng)的可靠性，保證其工作的連續(xù)性、安全性和可靠性。具有“遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)”四遙功能，配有標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，方便納入電站自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　整流模塊為合閘母線、控制母線提供正常的負(fù)荷電流，本身具有LCD漢字顯示、操作鍵盤，模塊工作狀態(tài)和工作參數(shù)一目了然，可以帶電插拔，具有軟件較準(zhǔn)，自主均流、ZVS軟開關(guān)技術(shù)。

　　調(diào)壓模塊無論合閘母線電壓如何變化，輸出電壓都被穩(wěn)定控制在220(1±0.5%)V，具有帶電拔插技術(shù)、軟開關(guān)技術(shù)和雙向調(diào)壓特性。

　　直流饋電設(shè)有控制輸出、合閘輸出、電池輸入、閃光、事故照明、48V電源輸出等。控制母線有三種途徑供電，確保控制母線供電安全可靠。配有智能直流監(jiān)控單元，可測(cè)量母線電壓、電流及開關(guān)狀態(tài)等。

　　電池巡檢儀對(duì)電池電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將信息及時(shí)反饋到監(jiān)控模塊。

　　蓄電池全密閉、免維護(hù)、無污染、無腐蝕，任何方向可放置使用，使用溫度范圍寬(-40℃～60℃);深放電至零伏，24h內(nèi)充電可恢復(fù);可大電流放電，起動(dòng)電流大，自放電率極低，具有安全防爆排氣系統(tǒng)，是理想的操作、控制不間斷電源。

　　三、 直流屏改造過程中的一些注意問題

　　1、 更換前，需要對(duì)作為臨時(shí)系統(tǒng)的蓄電池組進(jìn)行仔細(xì)檢查，將電池組充好電，測(cè)量其輸出電壓是否滿足要求，以保證臨時(shí)供電系統(tǒng)的可靠性。

　　2、 由于一般的臨時(shí)充電機(jī)只有一路交流電源輸入，為了避免失去交流電帶來的一系列問題，更換前，應(yīng)對(duì)站用低壓備用電源自動(dòng)投入功能進(jìn)行試驗(yàn)。

　　3、 在不具備低壓備用電源自動(dòng)投入功能的情況下，安排運(yùn)行人員值班。

　　4、 電池的容量選擇和模塊配置。電池容量選擇要進(jìn)行直流負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)，直流負(fù)荷按性質(zhì)分為經(jīng)常負(fù)荷、事故負(fù)荷、沖擊負(fù)荷。經(jīng)常負(fù)荷主要是保護(hù)、控制、自動(dòng)裝置和通信裝置。事故負(fù)荷是指停電后必須由直流系統(tǒng)供電的負(fù)荷，如UPS、通信設(shè)置等。沖擊負(fù)荷是指極短時(shí)間內(nèi)施加的大電流負(fù)荷。上面三種直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)就可以計(jì)算出事故狀態(tài)下的直流持續(xù)放電容量。而模塊數(shù)量的配置是要全部模塊出額定電流總值要大于等于最大經(jīng)常負(fù)荷加蓄電池充電電流。

　　四、 總結(jié)

　　綜上所述，變電站直流電源作為電力系統(tǒng)中的“心臟”部分，是變電站自動(dòng)控制、繼電保護(hù)、動(dòng)力、儀器儀表、信號(hào)、事故、照明等的重要工具，其性能和質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到機(jī)組、電網(wǎng)的穩(wěn)定的運(yùn)行和設(shè)備安全，我們只有加快實(shí)現(xiàn)變電站直流系統(tǒng)自動(dòng)化改造，才能避免一系列的電網(wǎng)事故，使變電站直流系統(tǒng)朝著自動(dòng)化和免維護(hù)的方向快速發(fā)展，進(jìn)而加快我國的電網(wǎng)事業(yè)。