變電站直流電源系統(tǒng)存在問題分析及改進措施

王婧

【摘 ?要】智能變電站直流電源系統(tǒng)優(yōu)化是其應(yīng)用工作的重要組成部分，研究其相關(guān)課題有著重要意義。本文首先對相關(guān)內(nèi)容做了概述，分析了變電站直流電源系統(tǒng)運行中存在的問題，并結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，分別從多個角度與方面就其優(yōu)化方法展開了研究，闡述了個人對此的幾點看法與認(rèn)識，望有助于相關(guān)工作的實踐。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;直流電源;系統(tǒng);優(yōu)化

1.直流電源系統(tǒng)概述

直流電源系統(tǒng)為繼電保護、設(shè)備自動化控制等提供必要的電力支持。在智能變電系統(tǒng)中，交流電與直流電并存，如圖1所示。在實際運作過程中，一旦設(shè)備發(fā)生故障，交流電源將會受到極大的限制，甚至是停止對設(shè)備供電，這時為了保證設(shè)備的正常運行，直流電源將會發(fā)揮重要作用，代替交流電源成為電力系統(tǒng)新的能源供給。電源系統(tǒng)的建設(shè)有以下要求：可以保證電力系統(tǒng)的正常運行或是穩(wěn)定可靠;需要具備一定的蓄電能力，以保證在發(fā)生故障的情況之下，可以進行持續(xù)供電，維持供電系統(tǒng)進一步運行;系統(tǒng)或系統(tǒng)中設(shè)備的使用壽命需要達到設(shè)計要求。在滿足以上基本需求的同時，直流電源系統(tǒng)還應(yīng)具有工作便捷、使用方便、經(jīng)濟適用，以及占地面積較小、整體外觀結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。

2.變電站直流電源系統(tǒng)運行中存在的問題

2.1直流電源系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置原因

變電站直流電源在使用中，需要使用較長的二次電纜進行連接，外部設(shè)施組成也較為復(fù)雜，外面部分受環(huán)境影響較大，如果處在潮濕區(qū)域，經(jīng)過長時間的運行，電線表面就會出現(xiàn)一些腐蝕，雖然設(shè)備還能夠運行，但一些精細(xì)設(shè)備就會呈現(xiàn)功能不足的問題，元件靈敏度下降、工作效率不強的情況時有發(fā)生。只有全面保護好絕緣監(jiān)察裝置，才能避免出現(xiàn)死機現(xiàn)象，有效保護全站系統(tǒng)直流電源，避免出現(xiàn)地址丟失的現(xiàn)象，而絕緣監(jiān)察裝置在同一母線多路電源下降時不能及時發(fā)出報警，造成數(shù)據(jù)錯誤。系統(tǒng)直流電源的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵^緣監(jiān)察裝置是否正常運行造成直接的影響，很多絕緣監(jiān)察裝置饋線屏使用的是輻射狀態(tài)，運行回路到下一站的時候，又接上了小母線，出現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，造成接地時不能自動檢測，選線就會出現(xiàn)錯誤。

2.2直流電源系統(tǒng)接線存在相關(guān)問題

變電站直流電源接線有著非常嚴(yán)格的規(guī)定，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題的幾率非常大，不利于快速排查故障點位置，這種現(xiàn)象多發(fā)生在老舊變電站和絕緣部分不靈敏的變電站。在直流空開熔絲級別上也會出現(xiàn)配合不力的現(xiàn)象，直流回路中的熔斷器、空氣開關(guān)是直流電源系統(tǒng)重要的元件，能夠成為饋線回路供電網(wǎng)絡(luò)斷開和間隔的輔助。熔絲或空開的級別需要做到良好的配置，按標(biāo)準(zhǔn)要求進行有效配置，才能得到優(yōu)質(zhì)選型，全面避免出現(xiàn)空開特性不同導(dǎo)致的級別差錯。

2.3充電機使用問題分析

充電機是重要的設(shè)備，在日常維護工作中，相關(guān)操作人員不能正確使用充電機，對工作原理與運行細(xì)節(jié)缺少必要的保護，更不能從技術(shù)專業(yè)層面理解充電機額定電壓數(shù)據(jù)，時常出現(xiàn)錯誤的操作，在全面了解性能與原理，才能通過正確操作完成指令，可以先行斷開交流電源輸入部分，然后再依次斷開充電機與電池之間線路，在保證電池不漏電的基礎(chǔ)上，完成各指令。多數(shù)變電站相控電源出現(xiàn)問題，都是自身原因?qū)е碌?，一些不必要的損失就是在運行中發(fā)生的，造成電池和系統(tǒng)直流電源不能安全可靠運行，對電力正常供應(yīng)形成障礙，影響了供電安全。一些變電站在設(shè)備安放上，較為隨意，不能合理進行擺放，特別是充電機和蓄電池的位置，放置不合理，導(dǎo)致操作起來不方便，還有一些設(shè)備安放在沒有通風(fēng)口的地方，室內(nèi)通風(fēng)設(shè)備不完善，當(dāng)放電出現(xiàn)高熱時，就會直接導(dǎo)致室內(nèi)溫度超高，這時候，如果不能及時進行降溫處理，就會造危害到電池的使用壽命，使供電質(zhì)量得不到保障。

3.智能變電站的直流電源系統(tǒng)優(yōu)化方法

3.1直流電源系統(tǒng)的設(shè)備優(yōu)化

（1）直流電源系統(tǒng)的蓄電池優(yōu)化方法。智能變電站并不是單單使用一種類型的電流，而是交流電和直流電共存。與傳統(tǒng)意義上的常規(guī)變電站相比，智能變電站除了需要承受一部分直流負(fù)荷外，往往還需要承受一部分逆流負(fù)荷。如果在運作的過程中出現(xiàn)了直流失電現(xiàn)象，那么整個系統(tǒng)中會產(chǎn)生逆流負(fù)荷，這種逆流負(fù)荷對于蓄電池所造成的危害非常大，蓄電池選型時應(yīng)加以考慮。實際運行中，需要考慮蓄電池的最大電流放電能力，并提升蓄電池的基本電容量。蓄電池電容量的提升并不是越大越好，過大的蓄電池電容量將會使整個直流電源系統(tǒng)的基本工作性能下降，通常在原有的標(biāo)準(zhǔn)電容量的基礎(chǔ)上提高一個等級即可。必要的情況之下，需要對蓄電池進行放電測量，測量的方法是將蓄電池置于事故放電情況之下，維持1h，然后對其進行10次發(fā)電沖擊，每次沖擊的時間為500ms，放電沖擊兩次之間的時間間隔為2s。在放電檢測過程中，系統(tǒng)中直流電源母線上的電壓數(shù)值不能低于實際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的90%。對于110kV以上的變電站來說，因為其設(shè)備數(shù)量較多，所以可以配置兩個蓄電池構(gòu)成蓄電池組，安裝兩個充電裝置構(gòu)成電力雙充配置。而通信系統(tǒng)中的蓄電池應(yīng)該單個布置。（2）直流電源系統(tǒng)的蓄電池輔助設(shè)備優(yōu)化方法。蓄電池的相關(guān)檢測設(shè)備可以很好對蓄電池當(dāng)前時段的電壓進行檢測，但是不能檢查蓄電池所具有的內(nèi)阻大小，所以實際往往人工依靠一些特定的設(shè)備進行檢測。這在很大程度上增加了檢測環(huán)節(jié)的復(fù)雜性，所以對蓄電池的相關(guān)輔助設(shè)備同樣需要進行優(yōu)化，主要是對輔助設(shè)備進行必要的更換，采用具有蓄電池內(nèi)阻檢測功能的新輔助設(shè)備。其利用智能變電站系統(tǒng)的信息交換與實時傳輸功能，將檢測到的信息反饋給工作人員，使工作人員可以全面了解蓄電池的整體情況。

3.2直流系統(tǒng)接線的優(yōu)化。直接電源系統(tǒng)優(yōu)化過程中，需要對蓄電池進行供電，系統(tǒng)的穩(wěn)定性勢必會受到影響，因此需要考慮其接線方法。需要對直流電源系統(tǒng)進行外接儲備蓄電池組的設(shè)計，并且在應(yīng)用過程中增加外接蓄電池組的隔離措施。外接儲備蓄電池組不僅可以作為蓄電池檢測的系統(tǒng)保護裝置，還可以作為蓄電池組發(fā)生意外的備用設(shè)備，保證整個系統(tǒng)正常運行。

3.3直流系統(tǒng)負(fù)載的優(yōu)化。根據(jù)國家電網(wǎng)的明確規(guī)定，對于220kV及以上的智能變電站系統(tǒng)來說，在設(shè)計的過程需要加入兩個蓄電池組，而110kV以下智能變電站系統(tǒng)只需配置一個蓄電池組即可。在直流電源系統(tǒng)的設(shè)計過程中，需要對其所應(yīng)用到的相關(guān)設(shè)備進行認(rèn)真考量，對設(shè)備的負(fù)荷要求進行限制，應(yīng)優(yōu)先選擇同種產(chǎn)品中的低能耗設(shè)備，以達到節(jié)能減排的目的。例如，系統(tǒng)中的事故顯示信號燈可以采用LED燈具，不僅可以節(jié)能減排，還能降低直流電源系統(tǒng)中蓄電池的負(fù)載，對于延長蓄電池的使用壽命與供電時間有十分重要的作用。

4.結(jié)束語

綜上所述，加強對智能變電站直流電源系統(tǒng)優(yōu)化問題的研究分析，對于其良好應(yīng)用效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的智能變電站直流電源系統(tǒng)應(yīng)用過程中，應(yīng)該加強對其關(guān)鍵環(huán)節(jié)與重點要素的重視程度，并注重其具體優(yōu)化實施措施與方法的科學(xué)性。

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（作者單位：國網(wǎng)山西電力檢修公司）