广州供电局有限公司变电管理二所 510545
摘要：随着经济和各行各业的快速发展，在现代社会生产生活中，人们对电力的依赖程度越来越深。变电站为了能够满足供给控制、自动装置、信号等不间断的安全用电，就需要具备十分可靠、安全的直流电源。本文主要阐述了在220kV变电站中直流系统的组成及配置，以此希望变电站能够为人们提供更充足的电力供应。
关键词：直流系统；220kV变电站；运用
引言
以继电保护装置、断路器跳合闸控制以及交流不间断电源的需求为依据，在220kV变电站当中装设以蓄电池作为供电的直流系统便有着实质性的作用。我们知道，直流系统为变电站运行的可靠及安全提供了重要保障，因此需从多方面实现配置的优化，例如：直流系统接线、蓄电池及组数等。鉴于此，本课题对“220kV变电站直流系统的配置及其优化”具有尤为深远的重要意义。
1220kV变电站直流系统接线分析
1.1直流母线接线
以规程为依据，对变电站提出一些要求，例如多数使用单母线、单母线分段接线，或者双母线接线等。但应电压等级的不同，接线方式也有所不同。从220kV变电站的可靠性与经济学需求为出发点，选择单母线分段接线馈线为最佳，与双母线接线相比较起来，具有简单清晰的特点，并且方便在直流屏中布置接线。当一段母线发生故障的情况下，分段断路器能够在继电保护的充分配合下自动跳闸，将故障切除，进而让非故障母线进行正常供电，并便于查寻出直流系统接地。另外，无论是从投资成本的节约方面考虑，还是从便于检查修护方面考虑，对于220kV变电站而言，便可采用单母线分段接线。
2.2直流馈线网络
因目前辐射式供电负债率比较高，分段不具合理性，并且联络数较少，不能够让N-1准则得到满足。所以，对于220kV变电站直流系统馈线网络，应使用环网供电方式。为使20kV系统继电保护配置实现双重化，两套保护的直流供电电源需相对保持独立，2个直流分屏分别从两段分母线引入，将控制直流母线分成两部分，并且在直流母联开关正常运行得到有效控制的情况下将其切断。
2.3直流系统工作电压
对于220kV直流系统工作电压的选择，应充分考虑下述情况：（1）基于变电站，从动力负荷层面分析，它们的功率通常较大，且供电距离比较长，如果使用110V电压，电缆截面较大，且需增加投资。无论是在技术层面考虑，还是在经济层面考虑，选择220v电压均为更加优化。（2）基于同样操作功率的情况下，220V控制电缆中的电流与110V控制电缆中的电流相比较要小二分之一，并且使电缆中的电压降及投资成本降低。因此，使用220V的直流系统工作电压更为适合。因为它既能够使电缆投资减小，又能够对有色金属起到节约作用。
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3直流系统在220kV变电站中的运用
3.1蓄电池组的选择
一方面，阀控式的密封铅酸蓄电池与传统的防酸式铅酸蓄电池比较具有明显的优势，例如体积小、结构紧凑以及污染低等。并且，基于使用过程，如果不出现特殊状况，无需补充电解液。因此，在现状下使用较为广泛。但是，对于阀控式的密封铅酸蓄电池，在使用过程中需重视管理及维护，另外还需要具备良好的运行环境。另一方面，使用较为传统的放酸式蓄电池系统，应把蓄电池安装在特定的蓄电池室里，并且，在设计过程中，需对蓄电池架的设计与安装进行有效处理，以此起到防尘、控制温度及湿度的良性作用，进一步使传统蓄电池的使用效果及运行能够得到有效提高。另外，在线路配置与电缆敷设过程中，需采取更具优化性的方案，既要使整个直流系统的稳定性及安全性得到保障，又要使成本得到有效降低。
3.2装置高频开关电源、绝缘监测及电压监视
高频开关电源能够保证蓄电池在整个系统中有效运行，尤其是阀控式的蓄电池，其需要性能更高的充电装置。高频开关电源的设计原理是利用微机进行控制，进而满足蓄电池组在其初次充电、浮充电以及补充充电的需求。另外，高频开关电源有两种控制方式，一是自动控制，利用微机的控制，二是手动控制。当自动控制单元出现故障或者处于检修状态时，就会使用手动控制。对于220kV的变电站来说，其直流系统一般会设置两套高频开关电源，对于N+1个模块来说，也可以设置三套。之所以安装绝缘监测设备，是因为要检测直流系统中的绝缘水平是否符合标准。若是直流系统的两个点接地，就会使断电器做出错误反应，从而产生严重的后果。因此，务必在直流系统中安装高效率且灵敏性较高的绝缘监测设备。为了保证直流系统的电压正常，还要安装电压监视装置。近几年，绝缘监测及电压监视装置以微机型众多，并且微机型产品发展十分迅速。而且此类型产品具有较高的灵敏度，即使正负母线处在绝缘状态也能够对其进行监测。此外，有一些在线监测装置带有分支回路，此种装置能够监测出绝缘下降或是有回路出现接地故障行为，大大提升了有关人员的检修效率。
3.3设备的布置
第一，蓄电池要使用框架安装的方式放置在专有蓄电池室中。第二，直流系统的主窥屏及其充电装置要接近负荷中心，放置在专有直流间或是继电器的室内。第三，要为每个高频开关电源配备一个微机监控单元，观察直流系统的运行状态，对其产生的数据及信息进行整理分析，进而更好的控制与管理整个系统，并且要将整理出的信息通过RS-485通信口传送至其站内的监控系统中。第四，要为每个蓄电池配备一个巡检仪，对单个蓄电池的运行状况进行监测，实现对其充、放电的动态管理。第五，要在直流主屏与分屏上安装直流绝缘监测装置，实时对直流母线的电压进行监控，当电压不正常时即会发生警报，还能够对其馈线接地情况进行检测。第六，要在蓄电池的出口及高频开关电源装置上安装三种回路，一是直流侧出口回路，二是直流馈线回路，三是蓄电池试验的放电回路，并且还要装置保护电器。另外，对于蓄电池出口设置的保护电器来说，可以使用熔电器，其他装置的保护电器最适合使用专业的直流空气开关，并且要保证分馈线的开关于直流系统中的总开关保持3-4级以上的差度。最后，要在直流分电屏中安装母线电压表，对其进行电压检测。只有做得到以上要求，才能够保证直流系统能够在220kV的变电站中有效运用。
3.4充电装置的配置
对于充电装置配置，有一定的原则要求，那便是需要以蓄电池组进行配置。因此，两字蓄电池组便可以有两组充电装置配置。对于220kV变电站，选择智能型高频开关充电装置更为适合，并且能够起到优化作用。因此，智能型高频开关充电装置具有体积小、性能优越以及技术先进等优势，并且符合直流装置输出电压纹波系统≤1%的高标准要求。鉴于此，为了使220kV变电站直流系统实现最优化，笔者建议使用智能型高频开关充电装置。
结语
通过本课题的分析与探究，认识到直流系统是变电站中非常重要的一部分，对变电站的正常、可靠及安全运行起到了至关重要的作用。因此，在对220kV变电站直流系统进行优化过程中，便需要从多方面进行考虑，例如蓄电池系统的安装、充电装置的配置以及高频开关电源的设置等，均需要实现全面优化。这样才能够直流供电系统的安全及稳定提供依据，才能够为整个电站系统的完整得到充分保障。
参考文献:
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[3]赖斌通.徐淑萍.变电站直流系统配置问题研究[J].科技致富向导,2018,09,20.
论文作者:冯剑豪
论文发表刊物:《防护工程》2019年8期
论文发表时间:2019/7/30
标签：变电站论文; 系统论文; 蓄电池论文; 母线论文; 装置论文; 电压论文; 接线论文; 《防护工程》2019年8期论文;