直流屏的常見問題

直流系統(tǒng)是應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電站和其它使用直流設(shè)備的用戶，為給信號設(shè)備、保護(hù)、自動裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作提供直流電源的電源設(shè)備。直流系統(tǒng)是一個獨(dú)立的電源，它不受發(fā)電機(jī)、廠用電及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由后備電源一蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。直流屏的可靠性、安全性直接影響到電力系統(tǒng)供電的可靠性和安全性。直流系統(tǒng)是以電池容量標(biāo)稱，如65ah，常用名稱：gzdw-65ah.gzdw-100ah。直流系統(tǒng)的可靠與否，對變電站的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，是變電站安全運(yùn)行的保證。直流系統(tǒng)的心臟是蓄電池，對蓄電池進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)是直流系統(tǒng)的核心工作。

在服役時間較長的變電站中，直流電源系堿性蓄電池組，服役時間較長，已不能適應(yīng)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置特別是微機(jī)保護(hù)裝置對直流電源的安全技術(shù)要求，需要更換為微機(jī)控制智能型免維護(hù)蓄電池。針對變電所是運(yùn)行中的變電所，更換時，應(yīng)能保證變電所直流繼續(xù)工作，因此設(shè)計(jì)了一套不停電的更換方案。

在更換過程一旦發(fā)生斷線、短路或者接地，都將有可能導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動或者拒動，造成大面積停電事故，甚至可能造成電網(wǎng)事故。為了保證供電的安全可靠，就要求不停電進(jìn)行更換，即在全站不失去直流電源的情況下更換。

直流屏更換過程中，要求舊直流屏不能帶電移出，新直流屏不能帶電就位，以確保設(shè)備及人身的安全。新、舊直流屏電路割接的難度大，在舊屏轉(zhuǎn)換為新屏的過程中，如何確保繼電保護(hù)及開關(guān)操作所需的直流電源安全可靠，成為本工程需解決的關(guān)鍵問題。

直流屏廠家有兩點(diǎn)需要說明如下：

(1)由于35kv開關(guān)儲能及10kv開關(guān)合閘電源平時空載，僅在35kv開關(guān)儲能或1okv開關(guān)合閘時使用，允許短時停電，因此在更換過程中停用各饋線重合閘即可。不再對合閘電源進(jìn)行說明。

(2)由于控制、保護(hù)電源及信號電源對電力設(shè)備的安全運(yùn)行至關(guān)重要，絕不允許中斷，因此，重點(diǎn)是如何更換控制電源。

在對現(xiàn)場原有直流系統(tǒng)饋線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行仔細(xì)核查后，制定了更換方案，總體的更換思路是：搭建一個簡易的臨時直流系統(tǒng)，利用臨時系統(tǒng)轉(zhuǎn)接負(fù)載。

以饋線支路2為例進(jìn)行說明，用臨時電纜將饋線支路直流由a點(diǎn)處引至空氣開關(guān)的下側(cè)(a點(diǎn)的位置在這條支路的受電側(cè)電源接入點(diǎn))。此時相當(dāng)于將原來的直流電源引至空氣開關(guān)的下方，此時有以下兩種選擇：

(1)若是先斷掉原有的直流系統(tǒng)，隨后立即合上圖2中的空氣開關(guān)，這樣做的好處是兩套直流系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換過程簡單、清晰，但是在這種比較快的轉(zhuǎn)換過程中，瞬時的直流電壓的變化，容易造成一些較為嚴(yán)重的后果，如保護(hù)裝置誤發(fā)信號、電源插件損壞、保護(hù)誤動等。為了避免這些可能出現(xiàn)的問題，必然提前申請退出全站的保護(hù)出口壓板，待直流系統(tǒng)轉(zhuǎn)換完畢后恢復(fù)壓板，而且還要在新的直流系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后重復(fù)一次上述過程拆除臨時直流電源。這樣兩次操作，總共至少需要2個小時左右，在這段時間內(nèi)就相當(dāng)于變電所在無保護(hù)的狀態(tài)下運(yùn)行，這是決不允許的。而且這樣做也是中斷了直流供電，與初衷不符。

(2)先合上空氣開關(guān)，將臨時直流電源并人系統(tǒng)，然后拆去原有直流電源，在新的直流屏安裝調(diào)試完畢后，重復(fù)以上步驟，拆掉臨時直流系統(tǒng)即可。這樣做的問題在于不同直流系統(tǒng)間容易產(chǎn)生壓差，而且因?yàn)樾铍姵氐膬?nèi)阻較小，容易產(chǎn)生較大的環(huán)流(環(huán)流出現(xiàn)危害大的情況是在兩個電壓不一樣的蓄電池并列運(yùn)行時沖擊較大，影響蓄電池壽命)。但是這樣做的優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見的，首先可以確保在更換直流的過程中，不停止對外的直流供電，其次避免了更換過程中對保護(hù)裝置壓板的操作，因此選擇這種方法。關(guān)于產(chǎn)生環(huán)流的問題，可以通過調(diào)整臨時直流系統(tǒng)的電壓，盡量縮小兩套直流系統(tǒng)間的電壓差，縮短兩套直流系統(tǒng)并聯(lián)時間的方法，將環(huán)流的影響降到低。

為了檢驗(yàn)應(yīng)采用何種方式并列，進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果。

根據(jù)上述試驗(yàn)成功的并列方案，擬定了直流屏更換的“舊直流屏一臨時直流電源系統(tǒng)一新直流屏”供電轉(zhuǎn)換施工步驟：①用電池組和臨時充電機(jī)搭建一個臨時系統(tǒng)并將直流饋供支路轉(zhuǎn)至臨時直流系統(tǒng)空氣開關(guān)下方；②將原直流系統(tǒng)的充電機(jī)停用，從臨時直流系統(tǒng)引出一組直流電源接到空氣開關(guān)上方(注意極性)；③合上空氣開關(guān)(此時臨時充電機(jī)不丁作)，將負(fù)載轉(zhuǎn)至臨時直流電源供電；④斷開舊直流屏的饋供支路，合上臨時充電機(jī)的流輸入電源，使臨時直流系統(tǒng)正常工作；⑤斷開舊直流屏交流輸入電源，拆除舊直流屏；⑥新直流屏就位，安裝電池，連線，接交流，調(diào)試正常；⑦重復(fù)上述步驟，即可將負(fù)載接入新的直流屏；⑧檢查核對各饋供支路極性正確，新屏運(yùn)行正常。

11okv變電站直流屏更換前后對比一覽表。更換后的直流系統(tǒng)滿足變電站設(shè)備對直流系統(tǒng)的要求。

在具體工作過程中，以下方面需要特別注意：

更換前，需要對做為臨時系統(tǒng)的薷電池組進(jìn)行仔細(xì)檢查，將電池組充好電。

由于一般的臨時充電機(jī)只有一路交流電源輸入，為了避免失去交流電帶來的一系列問題，更換前，應(yīng)試驗(yàn)站用低壓備用電源自動投入功能。

在不具備低壓備用電源自動投入功能的情況下，安排人員值班。

電池容量選擇和模塊的配置。電池容量選擇要進(jìn)行直流負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)，直流負(fù)荷按性質(zhì)分為經(jīng)常負(fù)荷、事故負(fù)荷、沖擊負(fù)荷。經(jīng)常負(fù)荷主要是保護(hù)、控制、自動裝置和通信設(shè)置。事故負(fù)荷是指停電后必須由直流系統(tǒng)供電的負(fù)荷，如ups、通信設(shè)置等。沖擊負(fù)荷是指極短時間內(nèi)施加的大電流負(fù)荷，比如斷路器分、合閘操作等。根據(jù)上述三種直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)就可以計(jì)算出事故狀態(tài)下的直流持續(xù)放電容量。一般在220kv的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇兩組電池，電池容量是150ah-200ah；110kv的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇一組電池，電池容量是100ah-150ah；35kv的變電站直流系統(tǒng)的蓄電池要選擇～組電池，電池容量是50ah100ah，模塊數(shù)量的配置是全部模塊出額定電流總值要大予等于大經(jīng)常負(fù)荷加蓄電池充電電流(蓄電池充電電流是按o.1c-0.2c10)。如100ah的蓄電池組其充電電流是o.1c×100=loa．在不計(jì)算經(jīng)常負(fù)荷的情況f選用額定電流5a的模塊，2臺模塊就可以滿足對蓄電池的充電，要實(shí)現(xiàn)n+1冗余總共選擇3臺5a模塊。

臨時接線時考慮引線截面，各連接頭接觸良好、牢固，盡量避免在更換過程中對變電站設(shè)備進(jìn)行遙控分、合閘操作。如必須操作，只能在變電站手動分、合閘：更換過程中密切監(jiān)視直流系統(tǒng)電壓情況。

通過兩次直流并列切換，順利實(shí)現(xiàn)了直流屏的更換。在整個施工過程中沒有發(fā)生控制、保護(hù)信號的直流電源中斷，也未發(fā)生短路或接地，經(jīng)直流變電站所有電力設(shè)備運(yùn)行正常，確保了系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高了供電可靠性的效果。