變電站直流電源系統(tǒng)改造問(wèn)題探討

徐華爵

摘要：在變電站系統(tǒng)中，直流電源系統(tǒng)本身具有一定的獨(dú)立性，在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)受到系統(tǒng)本身的影響，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中起到了非常重要的控制以及保護(hù)作用。本文主要針對(duì)變電站直流電源系統(tǒng)改造的必要性進(jìn)行了深入分析，并對(duì)改造過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了探究，最終結(jié)合實(shí)際情況提出了一些有效的改造措施，希望能為相關(guān)人員提供合理的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：變電站;直流電源;改造問(wèn)題;措施

結(jié)合實(shí)際情況可以了解到，變電站直流電源系統(tǒng)主要是為運(yùn)行過(guò)程中變電一、二次設(shè)備提供相應(yīng)的直流電源，有效滿(mǎn)足各個(gè)方面的直流用電需求。直流電源系統(tǒng)作為整個(gè)變電站中重要的組成部分，其運(yùn)行效率將關(guān)系到所有的變電設(shè)備。如今，因直流系統(tǒng)故障而發(fā)生的事故問(wèn)題不斷增加，針對(duì)這種現(xiàn)象，相關(guān)人員一定要對(duì)直流電源系統(tǒng)規(guī)范設(shè)置與穩(wěn)定性引起高度的重視，將變電站直流電源系統(tǒng)改造工作進(jìn)行全面落實(shí)，從而在最大程度上保證系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的安全性。

1、變電站直流電源系統(tǒng)概述

目前，隨著我國(guó)電網(wǎng)事業(yè)的不斷發(fā)展，繼電保護(hù)裝置雙重化配置已經(jīng)在社會(huì)中實(shí)現(xiàn)了非常廣泛的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上變電站直流電源系統(tǒng)配置不規(guī)范以及質(zhì)量不高等問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，為了對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行合理解決，我國(guó)電力公司針對(duì)變電站開(kāi)展了大規(guī)模的改造工作，并根據(jù)國(guó)家要求提出了相應(yīng)的改造意見(jiàn)。

2、變電站直流電源系統(tǒng)交流斷路器更換直流斷路器存在的問(wèn)題

受到傳統(tǒng)設(shè)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(jīng)不能滿(mǎn)足實(shí)際的相關(guān)技術(shù)要求，在電網(wǎng)公司相關(guān)條例中作出了明確的規(guī)定“嚴(yán)禁直流回路使用交流空氣斷路器”。結(jié)合實(shí)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(xiàn)在了以下兩個(gè)方面：第一，存在部分直流電源設(shè)備最開(kāi)始是由廠家提供的;第二，在購(gòu)買(mǎi)變電站電器設(shè)備時(shí)，會(huì)直接附帶交流斷路器，并且交流斷路器涉及到的數(shù)量非常多。針對(duì)這種現(xiàn)象，對(duì)于相關(guān)的供電公司而言，一定要加強(qiáng)每個(gè)區(qū)域變電站的調(diào)查工作，并將直流斷路器進(jìn)行購(gòu)買(mǎi)替換。

在對(duì)直流斷路器進(jìn)行更換的過(guò)程中，工作人員對(duì)直流斷路器的作用缺少一定的了解，所以對(duì)直流斷路器所起到的作用存在一定的誤區(qū)，主要體現(xiàn)在了以下兩個(gè)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(xiàn)在了制造靜動(dòng)觸電;第二，將交流斷路器與直流斷路器之間進(jìn)行更換時(shí)，往往采用一些的固定的模式來(lái)進(jìn)行。因?yàn)檫@些錯(cuò)誤觀點(diǎn)的存在對(duì)直流電路器的更換工作產(chǎn)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(jī)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(méi)有特別要求的情況下，兩者之間的差別主要是在分?jǐn)嗨查g觸頭電燒損問(wèn)題分析上。在對(duì)交流斷路器進(jìn)行更換的過(guò)程中，需要將重點(diǎn)放在電弧重燃問(wèn)題解決方面。

直流斷路器在分?jǐn)噙^(guò)程中，所形成的直流電弧保持不變，當(dāng)電流逐漸增大時(shí)，時(shí)間常數(shù)也會(huì)逐漸增加，這時(shí)電弧就不容易熄滅，因此，在對(duì)直流斷路器進(jìn)行分?jǐn)噙^(guò)程中，應(yīng)該采用強(qiáng)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(chǔ)上，將去游離因素加入到其中，如果要將電弧拉入到窄縫時(shí)，可以適當(dāng)加大觸頭與柵片之間的距離，同時(shí)也可以在電弧的內(nèi)部布置相應(yīng)的屏障，通過(guò)這種方式可以使局部離子與電子之間進(jìn)行有效結(jié)合，這樣去游離作用就會(huì)超出游離作用，最終使電弧熄滅。

所以，在動(dòng)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(chǎng)中磁通具有一定的集中性，并且經(jīng)過(guò)貼心導(dǎo)磁夾板進(jìn)入到滅弧空間當(dāng)中，同時(shí)與滅弧片之間形成相應(yīng)的閉合磁路，在強(qiáng)磁場(chǎng)自身產(chǎn)生的作用下，電弧可以在較快的時(shí)間內(nèi)通過(guò)觸頭引入滅弧室窄縫，這時(shí)柵片就會(huì)將電弧劃分成相應(yīng)的電弧，當(dāng)滅弧罩與柵片共同產(chǎn)生作用時(shí)，電源電壓的維持作用進(jìn)行消失，從而產(chǎn)生滅弧現(xiàn)象。

3、變電站直流電源系統(tǒng)負(fù)荷網(wǎng)絡(luò)改中存在的問(wèn)題

結(jié)合實(shí)際情況可以了解到，在變電站直流饋線網(wǎng)絡(luò)改造過(guò)程中，特別是對(duì)于220kV常規(guī)變電站而言，因?yàn)槠渲猩婕暗搅藘商字绷飨到y(tǒng)，受到終端負(fù)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(duì)非綜自變電站進(jìn)行改造的過(guò)程中，兩套直流系統(tǒng)分別運(yùn)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(shí)在控制母線逐漸設(shè)置相應(yīng)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。這種改造方案的優(yōu)點(diǎn)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(shè)置太多的分電屏。但是這種改造方案因?yàn)闆](méi)有完全分離以往的控制母線，所以回路的極差配合達(dá)到了四級(jí)，這就導(dǎo)致極差配合與電源系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法保障其穩(wěn)定性。

方案二：在非綜自變電當(dāng)中，兩套直流電源分別運(yùn)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(lái)，同時(shí)對(duì)相關(guān)操作控制回路完成相應(yīng)的改造工作。

方案三：針對(duì)于綜自變電站而言，兩套直流電源分別運(yùn)行，將兩段直流電源小母線布置在測(cè)控屏上，并在中間布置母線聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，目前，這種改造方案已經(jīng)在新建變電站中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

通過(guò)以上幾種改造方案進(jìn)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(shù)量增加的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)直流負(fù)荷輻射分配改造過(guò)程中的相關(guān)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(yōu)點(diǎn)是可以對(duì)直流負(fù)荷進(jìn)行單輻射控制，缺點(diǎn)是因?yàn)殡娫答伨€涉及到的內(nèi)容非常多，所以在實(shí)際的改造過(guò)程中需要設(shè)置較多直流分電屏。同時(shí)，如果直流分電屏上的饋線斷路器發(fā)生故障問(wèn)題時(shí)，將會(huì)對(duì)正常運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)裝置也很難轉(zhuǎn)換到另外一路直流電源進(jìn)行供電。

4、變電站直流電源系統(tǒng)中極差配合與參數(shù)選型中存在的問(wèn)題

在實(shí)際的工作當(dāng)中，因?yàn)楹芏喙ぷ魅藛T對(duì)回路極差配合性沒(méi)有進(jìn)行全面了解，為了避免越級(jí)跳閘等問(wèn)題的產(chǎn)生，所以在改造過(guò)程中經(jīng)常會(huì)隨意擴(kuò)大直流電源饋線斷路器額定電流，以這種方式來(lái)提升配合系數(shù)，但是這種方式會(huì)對(duì)系統(tǒng)的靈敏度產(chǎn)生一定的影響。因此，在實(shí)際的改造過(guò)程中需要對(duì)直流斷路器額定電流進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各級(jí)配合進(jìn)行有效的選擇。

結(jié)合相關(guān)的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對(duì)目前普遍使用的直流斷路器特征進(jìn)行掌握，根據(jù)相關(guān)的饋線回路設(shè)計(jì)要求，在改造過(guò)程中應(yīng)該對(duì)短路瞬時(shí)脫口配合選擇引起高度的重視。另外，在設(shè)計(jì)以及選型等工作當(dāng)中，應(yīng)該將直流饋線短路電流的限流作為重點(diǎn)內(nèi)容，通過(guò)短路電流來(lái)嚴(yán)重空氣開(kāi)關(guān)中的電磁脫口是否合理。如果存在上下級(jí)之間不能有效配合的情況下，可以對(duì)直流斷路器進(jìn)行合理的調(diào)整，所選擇的直流斷路器應(yīng)該具有一定的限流作用，通過(guò)這種方式可以保證變電站直流電源系統(tǒng)能達(dá)到極差配合的相關(guān)要求。

5、結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，根據(jù)實(shí)際情況可以看出，在目前變電站直流電源系統(tǒng)改造工作中還存在著一些需要解決的問(wèn)題，其問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因是因?yàn)閭鹘y(tǒng)電源端和負(fù)荷端之間缺少一定的統(tǒng)一性，并且缺少了相應(yīng)的規(guī)范工作。因此，針對(duì)目前變電站直流電源系統(tǒng)改造中存在的問(wèn)題，應(yīng)該對(duì)直流系統(tǒng)中涉及到的問(wèn)題進(jìn)行全面了解，對(duì)相關(guān)技術(shù)環(huán)節(jié)作出明確的規(guī)定，同時(shí)將相應(yīng)的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面落實(shí)，從而才能在根本上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決。

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