關于提高變電所直流系統供電安全性的分析研究

摘要：變電站直流系統供是由電由直流電源裝置，直流配電裝置，控制和監(jiān)測裝置等構成的直流供電網絡，它的安全與否對變電所供電安全有著極其重要的影響。本文介紹了變電所直流系統供電面臨的主要問題，并提出了提高變電所直流系統供電安全性的對策。

關鍵詞：變電所 直流系統 供電 安全性

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X(2012)01(c)-0012-02

變電站直流系統供是由電由直流電源裝置，直流配電裝置、控制和監(jiān)測裝置等構成的直流供電網絡，在正常及事故狀態(tài)下為上述直流負荷提供可靠的直流操作電源。直流系統是用在要求比較高的地方，比如變電站，醫(yī)院，也就是不能斷電的地方，想當于是一個大的UPS電源，平時就是Ac-DC-Ac斷電的時候就是DE-Ac一般斷電。直流系統在正常情況下為控制信號、繼電保護、自動裝置，斷路器跳合閘操作回路等提供可靠的直流電源，當發(fā)生交流電源消失事故情況下為事故照明、交流不停電電源和事故潤滑油泵等提供直流電源。直流系統安全與否對變電所的安全運行起著至關重要的作用，是安全運行的保證。

1 變電所直流系統供電面臨的問題

1.1 直流供電支路問題

直流充電設備能力有限。功能不全，故障后會影響到直流系統正常的運作，給蓄電池帶來較大的負擔。如果直接充電通道出現過流的話，可能會損壞系統，但是過流保護特性應該是可選的。AD/DC轉換器的輸出能力是有限的，如果出現過流，AD/DC轉換器的電壓會急劇跌落。直流系統負荷多，容量大，一旦沖擊電流突然增大時，對正常的負荷有影響。

1.2 直流系統的電池問題

采用蓄電池組以鎘鎳電池最多，一般功能有限，維護量大，并且使用壽命較短。鎘鎳蓄電池征運行中，長期處于浮充狀態(tài)，充電機性能的好壞，直接影響電池的壽命這些蓄電池功能一般，維護周期短，工作量大，需要配備專門的薔電池室，不帶自動放電裝置，一般只靠外接電阻實現放電，需要專門的維護人員，而且電池壽命不長。

1.3 直流系統的開關問題

當交流電失壓時和主回路出現短路時，控制回路的電壓會使開關的操作電壓不足或沒有，那么開關就不能正確分斷。由于開關設備的故障和檢修，將對配電線路上部分用戶造成停電，所以開關設備即有提高供電可靠率的一面，也有降低供電可靠率的不良影響。有些漏電保護器燒壞又不及時更換，遇有短路、接地，碰相易造成停電，從而不能保證變電所供電的安全運行。直流開關場中的設備故障主要指直流濾波器、平波電抗器的故障。直流濾波器可能發(fā)生內部短路故障、元部件的過負荷造成元件過熱，或者由于支路內電容器元件的損壞數量達到一定程度后而導致電容器組件內的其它電容器元件雪崩式損壞。這些故障直接威脅直流系統的設備安全，都將由控制或保護動作而使直流系統停運。

1.4 同步振蕩故障

直流控制保護系統通常雙重化配置，如果雙通道的故障切換邏輯失靈，將導致因控制系統全部失去而使直流系統停運。還可能發(fā)生與直流輸電系統相關的次同步振蕩故障。它通常是由于換流站附近發(fā)電機的轉速和機端電壓與直流控制系統的電流調節(jié)或附加的功率調制發(fā)生閉環(huán)諧振所引起的，其諧振頻率通常在20-40Hz。次同步振蕩可能引起汽輪發(fā)電機的長軸系發(fā)生扭振而使設備損壞。換流閥觸發(fā)系統，包括觸發(fā)脈沖發(fā)生器和閥基電子回路部分的周期性故障，或直流控制信號與輸送功率產生振蕩，當其振蕩頻率與次同步諧振頻率相接近時，該信號的檢測有可能誤使交流繼電保護和直流保護動作，以致破壞系統的正常運行。

2 提高變電所直流系統供電安全性的對策

2.1 技術層面的對策

2.1.1 采取輻射狀供電方式，增加蓄電池和充電裝置數據

輻射式供電方式實際上就是以一個變電站的母線電源為中心，向周邊擴散的供電接線方式。各級直流母線分段開關正常運行時應斷開。控制直流母線分為兩段，且控制直流母聯開關正常運行時應斷開。220kV設備雙套保護裝置的保護電源應取自不同的獨立直流電源系統，接在不同的保護電源小母線。如果斷路器只有一組跳閘線圈，失靈保護裝置電源和具有遠跳功能裝置的電源應與相對應的斷路器操作電源取自不同的直流電源系統。

2.1.2 采用雙直流供電系統

雙直流供電就是為了提高變電所供電的可靠性，分別取兩條線路的電源供電。正常用電的時候是一路供電用另一路斷開備用，這樣當正常供電這條線路需要停電檢修或出現事故，就可切換到另一條備用供電線路上繼續(xù)正常供電。由于設置了兩套獨立的直流系統，通過合理配置彼此間的切換邏輯，可以達到任意停運其中一套直流系統，均不會對整個變電所直流負載的正常供電產生影響，為提高變電所直流系統的供電安全性奠定了堅實的基礎。雙直流供電與單直流供電相比，可靠性要高得多。

2.1.3 采用安全自動裝置

安全自動裝置雖然可以自適應地劃斷出是同頻還是差頻，但對頻蔗很小的系統，這樣作意味著犧牲-些時間來判斷，會對合閘的時機帶來延誤。在變電站裝設低頻率自動減負荷裝簧，當系統頻率降低到定數值時，自動斷開某些配電線路的斷路器，切除部分不重要負荷，使電力系統出力與用電負荷平衡，頻率迅速恢復正常，以確保重要用戶的連續(xù)供電。提高變電所供電安全性的自動裝置還有高壓線路的自動承合閘，自動解列裝置、按功率或電壓穩(wěn)定極限的自動切負荷裝置等等。裝置的自動識別功能，是指在合閘命令下發(fā)后，自動判斷是差頻、同頻還是無壓狀態(tài)，并由不同的約束條件進行操作。

2.2 管理層面的對策

2.2.1 加強變電所供安全的制度管理

安全性指標是一項綜合性指標，它反映了供電企業(yè)管理水平的高低，同時也直接影響著企業(yè)的經濟效益。提高供電安全性，創(chuàng)建一流供電企業(yè)，要不斷加強可靠性管理人員的培訓，加大宣傳力度，使廣人職工對供電可靠性要有全面，系統、深刻的認識。工區(qū)定期檢查分析可靠性指標完成情況，并按季由專責人寫出可靠性分析總結，及時向上級反映和研究存在的問題。對無原因超時限者上報實行相應處罰。制定技術指標考核管理措施，嚴格執(zhí)行管理制度，開展可靠性管理工作。注重培養(yǎng)職工安全生產的良好習慣，把職工執(zhí)行規(guī)章制度與培養(yǎng)良好行為習慣有機結合起來，提升職工保安全的自覺性和主動性。在確保安全生產前提下。在一定范圍內，實行變電運行輪崗制度，建立變電運行人員與其它專業(yè)人員間交流機制，使變電運行員工有發(fā)揮他們才干的機會。

2.2.2 加強變電所設備安全管理

提高供電設備的可靠性，首先要選用高度可靠的供電設備，其次要做好供電設備的維護工作，防止各種可能的誤操作。電力系統的各種電氣設備，輸配電線路以及保護和自動裝置，都有可能因發(fā)生故障而影響系統的正常運行和對用戶的正常供電。變電站應該采取各種手段及時發(fā)現或消除設備隱患，提高供電安全性。要進一步提升變電站設備的管理水平、提高設備的工作效率、降低設備費用，有必要加強機械操作，保養(yǎng)和維修人員相互之間的信息反饋，同時將設備的保養(yǎng)納入機械的預防性維修的體系。變電所應該建立健全設備技術合帳，掌握設備的原始資料和運行資料。積累設備的運行和管理經驗。加強對變電站薄弱環(huán)節(jié)的管理，提高設備的健康水平。