摘要：220kV变电站直流系统在电网枢纽中占据着重要的位置，而对220kV变电站直流系统进行有效的改造能够使系统的供电容量更大、运行更稳定、安全性更高，因此本文就其系统的接线、馈线网络、蓄电池的选择与电池组数的确定、绝缘监察装置等方面的改造方案进行了论述。
关键词：220kV变电站；直流系统；改造
引言：220kV变电站是电网枢纽变电站，对于整个电网的稳定性有着重要的作用，如果220kV变电站不能够安全稳定地运行，则整个电网的安全稳定运行也会受到不利的影响。而变电站内的直流系统不仅是继电保护、自动装置的护路电源，也是操作和信号的电源，所以更加的重要。一旦直流系统越级跳闸，就会导致线路发生故障，从而引起设备发生故障，最终会导致发生大面积停电的状况。因此，对于直流系统所出现的问题要针对性地进行分析，并有效地加以改造，使供电更加可靠、容量更大，以达到能够承受变电站直流负荷的目的，使直流系统的安全稳定性得以提高。
1直流系统接线的问题及改造措施
1.1直流母线的线路布局
根据我国相关规定要求，220kv变电站系统的接线方式包含三个，即单母线、单母线分段以及双母线形式。为了能够有效提高220kv直流供电系统具备良好的性能，一般会选择单母线分段接线方式。同时，馈线会通过多个母线进行供电，并且在每段母线中与蓄电池组和充电设备进行连接，代替拓展性和可靠性能较差的单母线接线形式，并在直流电屏中为线路布局提供方便。若是某段母线出现问题时，在继电保护装置的协助下，其分段断路器会进行跳闸，从而有效隔离了故障源，并保证其变电站系统可以正常运行[1]。
1.2直流馈线网络的改造
从现阶段看，辐射式供电存在着负载率过高的问题，联络数太少，分段也不合理，不能达到N -1准则的要求，直流系统的环网供电虽然成本低，可靠性高，但不便于查找直流接地，对故障点的断开不利，上下级保险不能很好地配合。改造方案为不使用直流小母线，把各负荷和电源开关改造为直流开关，并使直流负荷较为均匀地分配在两套直流系统上。动力、保护、控制的供电分别让各自的馈线与分电屏来承担，以达到220kV系统双重化继电保护配置的要求。两套保护和控制电源是以设备辐射型供电的配置方式进行设置，由不同的直流母线段分别进行供电。接线方式为辐射网络形式，一旦其中一个回路出现短路故障时，其他回路不会失电，又因为各回路是相对独立的，因此当进行直流接地查找时很方便，这就给日常维护和处理事故提供了方便，从而使直流系统更加安全、可靠、稳定地运行[2]。
1.3 绝缘监察装置的问题和改造措施
很多陈旧的绝缘监察装置对于接地回路已经无法及时进行预警，因此造成了事故的发生。接地回路绝缘装置能够进行监察巡检，但直流系统的接线方式会对其装置产生一定的影响，其功能为母线报警，至于具体的支路，还必须通过瞬间断开回路这种查找方法找到接地点。改造措施是采用绝缘监察装置为4套接地监测仪，可以分别对馈线屏、分电屏进行详细的绝缘监测和接地监测，能够监测直流支路可达120路。对直流母线的检测所采用的原理为平衡桥与不平衡桥相互结合，这种监测方式不会对母线的交流或直流信号产生任何的干扰，也预防了人为所造成的绝缘电阻降低。支路接地会产生对地漏电流，这种监测装置可以对其进行在线无接触测量，这就能使接地故障支路的选线定位得以实现。改造后的接线方式和绝缘监察装置，使直流接地选线发生的几率减小，当对直流系统接地故障进行查找时，可缩短时间，工作效率得以提高，事故发生率降低[3]。
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1.4 直流空开配置和分级的问题改造措施
直流开关是一个重要的保护元件，是用来保护短路故障和过流的，它存在于各个直流系统的各回路中，如果不注意选型、配置，就容易失去直流电源，导致断路器无法跳闸将故障切除，从而将事故扩大。所以一定要依照《直流系统反措》和《继电保护反措》，合理地设置变电站直流空开的配合。因此，改造方案是将直流系统熔断器进行分级，上下级熔体要达到选择性配合的要求。同一个变电站的自动空气断路器或者直流熔断器，其制造厂家和产品系列都要相同，使用前还要进行动作电流以及安秒特性抽样检测，应注意的是空气开关和熔断器应属于同一支路，则不能混合使用。另外，要对最大短路电流进行核定，与上级元件额定电流相比，不可超过8～10倍，上下级断路器的固有动作时间关系应是上级大于下级。因此，上级应为塑壳式断路器，下级则为微型断路器，两者相互配合[4]。
2蓄电池组数的确定及其布置方式
2.1蓄电池组数的确定
蓄电池组数的确定要符合直流系统的可靠性、经济性、负荷性质的要求，要综合各方面考虑，首先直流负荷非常重要，大多变电站规模大，而且是核心变电站，一旦全站停电则会引发区域电网的解列，因此要增加蓄电池的组数，以提高可靠性。其次，从负荷的供电方式上看，继电保护装置是双重化的，所以直流系统的蓄电池就要各自独立，只有设立两组蓄电池才能对两套保护和跳闸线圈分别供电，使系统能够稳定安全地运行。所以在综合考虑后，只有采用两组蓄电池配置才能减少成本、简化母线结构、节约能源，使设备的运行更可靠，在降压装置发生故障后，不至于造成母线失压。
2.2蓄电池及其布置方式
与传统蓄电池相比，阀控式蓄电池作为一种全新类型，具有防爆、全封闭、无腐蚀性气体泄漏等特点，需要将其与站内其他控制和保证装置布置在一起。但是，目前许多变电站因怀疑新产品质量的可靠性以及稳定性，仍然习惯使用原防酸式蓄电池，并且多数运行和设计仍坚持蓄电池单独设置小室布置。为了能够在不增加成本的条件下，改善蓄电池组的运行环境，就需要在加强设备选型与制造质量控制的基础上，加大推广力度，实现阀控式蓄电池立屏安装在控制继保室，从而有效减少了变电站的建筑面积。
阀控式蓄电池虽然具有一定的优势，但是对于运行环境的要求也是相当严格，为了延长其使用寿命，需要将室内温度控制在5-30℃。同时，根据蓄电池内阻对其工作时的发热量进行计算，其与一个几十瓦的灯泡一致。如果蓄电池室的空间比较大且室内环境平均温度比较低的时候，可以在室内安置温度控制空调，这样能够有效预防高温天气蓄电池出现运行温度高的情况，从而延长蓄电池使用寿命，加强变电站安全运行。
结语：直流系统是变电站的核心级部分，与整个变电站的安全、可靠、正常的运行有直接的关系。对220kV变电站直流系统接线、直流馈线网络、绝缘监察装置、直流空开配置等方面进行分析并加以改造，能够优化其配置，加强安全稳定性，使其更好地运行。
参考文献：
[1] 黄素玲.高压220kV变电站直流系统的优化改进[J].华北电力技术，2014; 20：41～42；
[2] 谈敏; 申杰; 邓立晨.220kV变电站自动化系统改造[J]. 电子技术与软件工程，2017; 12：58～59；
[3] 杨锋雄.220kV变电站直流系统优化配置方案[J]. 科技与企业，2013; 24：96～97；
[4] 李磊.220kV变电站综合自动化系统的改造方案[J]. 中国高新技术企业，2011; 33：72～73；
论文作者:高慧英
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：变电站论文; 蓄电池论文; 母线论文; 系统论文; 装置论文; 接线论文; 回路论文; 《电力设备》2017年第22期论文;