220kV變電站直流系統(tǒng)的配置及其優(yōu)化的相關探討

武斌

摘 要 在整個電站系統(tǒng)中，220kV變電站直流系統(tǒng)有著舉足輕重的地位，它能夠為整個電站提供充足的電力供應。本課題筆者在分析220kV變電站直流系統(tǒng)接線的基礎上，進一步對.220kV變電站直流系統(tǒng)的優(yōu)化進行了探究，希望以此為直流供電系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定提供一些具有價值性的參考依據(jù)。

【關鍵詞】220kV 直流系統(tǒng) 優(yōu)化

以繼電保護裝置、斷路器跳合閘控制以及交流不間斷電源的需求為依據(jù)，在220kV變電站當中裝設以蓄電池作為供電的直流系統(tǒng)便有著實質性的作用。我們知道，直流系統(tǒng)為變電站運行的可靠及安全提供了重要保障，因此需從多方面實現(xiàn)配置的優(yōu)化，例如：直流系統(tǒng)接線、蓄電池及組數(shù)等。鑒于此，本課題對“220kV變電站直流系統(tǒng)的配置及其優(yōu)化”具有尤為深遠的重要意義。

1 220kV變電站直流系統(tǒng)接線分析

1.1 直流母線接線

以規(guī)程為依據(jù)，對變電站提出一些要求，例如多數(shù)使用單母線、單母線分段接線，或者雙母線接線等。但應電壓等級的不同，接線方式也有所不同。從220kV變電站的可靠性與經(jīng)濟學需求為出發(fā)點，選擇單母線分段接線饋線為最佳，與雙母線接線相比較起來，具有簡單清晰的特點，并且方便在直流屏中布置接線。當一段母線發(fā)生故障的情況下，分段斷路器能夠在繼電保護的充分配合下自動跳閘，將故障切除，進而讓非故障母線進行正常供電，并便于查尋出直流系統(tǒng)接地。另外，無論是從投資成本的節(jié)約方面考慮，還是從便于檢查修護方面考慮，對于220kV變電站而言，便可采用單母線分段接線。

1.2 直流饋線網(wǎng)絡

因目前輻射式供電負債率比較高，分段不具合理性，并且聯(lián)絡數(shù)較少，不能夠讓N-1準則得到滿足。所以，對于220kV變電站直流系統(tǒng)饋線網(wǎng)絡，應使用環(huán)網(wǎng)供電方式。為使20kV系統(tǒng)繼電保護配置實現(xiàn)雙重化，兩套保護的直流供電電源需相對保持獨立，2個直流分屏分別從兩段分母線引入，將控制直流母線分成兩部分，并且在直流母聯(lián)開關正常運行得到有效控制的情況下將其切斷。

1.3 直流系統(tǒng)工作電壓

對于220kV直流系統(tǒng)工作電壓的選擇，應充分考慮下述情況：

（1）基于變電站，從動力負荷層面分析，它們的功率通常較大，且供電距離比較長，如果使用110V電壓，電纜截面較大，且需增加投資。無論是在技術層面考慮，還是在經(jīng)濟層面考慮，選擇220v電壓均為更加優(yōu)化。

（2）基于同樣操作功率的情況下，220V控制電纜中的電流與110V控制電纜中的電流相比較要小二分之一，并且使電纜中的電壓降及投資成本降低。因此，使用220V的直流系統(tǒng)工作電壓更為適合。因為它既能夠使電纜投資減小，又能夠對有色金屬起到節(jié)約作用。

2 220kV變電站直流系統(tǒng)的優(yōu)化探究

2.1 蓄電池的布置

若容積>200Ah，便適合設置專用的蓄電池室。在布置上，可布置至0m層。對于膠體式的閥控式密封鉛酸蓄電池，適合立式安裝。蓄電池安裝社和使用鋼架組合結構，并進行多層迭放。這樣，能夠使蓄電池方便安裝、維護以及更換。臺架地層與地面之間的距離維持在200mm，整體高度不應>1600mm。在通常情況下，變電站蓄電池組容積<200Ah的電池可組柜安裝至主控室，或者直流電源室，利用該方法進行布置，不但能夠節(jié)約投資成本與運行費用，而且還能夠使直流系統(tǒng)供電忘了和直流負荷之間的電氣距離得到優(yōu)化，進一步使直流系統(tǒng)整體網(wǎng)絡的優(yōu)化運行得到提高。

2.2 蓄電池組的選擇

一方面，閥控式的密封鉛酸蓄電池與傳統(tǒng)的防酸式鉛酸蓄電池比較具有明顯的優(yōu)勢，例如體積小、結構緊湊以及污染低等。并且，基于使用過程，如果不出現(xiàn)特殊狀況，無需補充電解液。因此，在現(xiàn)狀下使用較為廣泛。但是，對于閥控式的密封鉛酸蓄電池，在使用過程中需重視管理及維護，另外還需要具備良好的運行環(huán)境。

另一方面，使用較為傳統(tǒng)的放酸式蓄電池系統(tǒng)，應把蓄電池安裝在特定的蓄電池室里，并且，在設計過程中，需對蓄電池架的設計與安裝進行有效處理，以此起到防塵、控制溫度及濕度的良性作用，進一步使傳統(tǒng)蓄電池的使用效果及運行能夠得到有效提高。另外，在線路配置與電纜敷設過程中，需采取更具優(yōu)化性的方案，既要使整個直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性得到保障，又要使成本得到有效降低。

2.3 充電裝置的配置

對于充電裝置配置，有一定的原則要求，那便是需要以蓄電池組進行配置。因此，兩字蓄電池組便可以有兩組充電裝置配置。對于220kV變電站，選擇智能型高頻開關充電裝置更為適合，并且能夠起到優(yōu)化作用。因此，智能型高頻開關充電裝置具有體積小、性能優(yōu)越以及技術先進等優(yōu)勢，并且符合直流裝置輸出電壓紋波系統(tǒng)≤1%的高標準要求。鑒于此，為了使220kV變電站直流系統(tǒng)實現(xiàn)最優(yōu)化，筆者建議使用智能型高頻開關充電裝置。

2.4 高頻開關電源的設置

當高頻電源模塊應用在直流系統(tǒng)當中時，通常情況下是以N+1并聯(lián)冗余的方式進行設置?；谡顩r，N+1模塊能夠實現(xiàn)同時供電，自動均流，若當中一個模塊出現(xiàn)故障時，總負荷可由其他模塊均分，而且出現(xiàn)故障的高頻開關整流模塊能夠帶電插拔更換。這樣不但讓故障更換不受時間限制，而且還使運行的可靠性大大提升?？傊?，使用高頻電源模塊能夠使接線得到有效簡化，并起到節(jié)約屏位，減少投資的優(yōu)化效果。

3 結語

通過本課題的分析與探究，認識到直流系統(tǒng)是變電站中非常重要的一部分，對變電站的正常、可靠及安全運行起到了至關重要的作用。因此，在對220kV變電站直流系統(tǒng)進行優(yōu)化過程中，便需要從多方面進行考慮，例如蓄電池系統(tǒng)的安裝、充電裝置的配置以及高頻開關電源的設置等，均需要實現(xiàn)全面優(yōu)化。這樣才能夠直流供電系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定提供依據(jù)，才能夠為整個電站系統(tǒng)的完整得到充分保障。

參考文獻

[1]賴斌通.徐淑萍.變電站直流系統(tǒng)配置問題研究[J].科技致富向導，2011，09，20.

[2]張昌帥.薛保平.談變電站直流系統(tǒng)運維和維護[J].神州，2013，08，25.

[3]楊鋒雄.220KV變電站直流系統(tǒng)優(yōu)化配置方案[J].科技與企業(yè)，2013，12，22.

[4]張永生.胡旭東.王偉.潘曉明.周陳斌.變電站直流系統(tǒng)接地故障分析[J].電力安全技術，2012，01，10.

作者單位

贛西供電公司 江西省高安市 330800endprint