站用直流系統的發展與展望

李文瀚

摘 要：現如今，我國電力行業發展迅速，隨著各類變電站大規模持續性的新建和改造。變電站對于站用直流系統的要求越來越高。同時，隨著科技的進步，技術工藝的完善，站用直流系統的發展前景非常廣闊。本文從我國站用直流系統的現狀入手，對站用直流系統的發展前景進行了分析和展望，對今后站用直流系統的發展方面具有指導性意義。

關鍵詞：變電站；直流系統；蓄電池組

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A

一、站用直流系統的概述

站用直流系統是針對變電站設計的，主要針對變電站中繼電控制、保護、計算機監控、事故明細等直流負荷，為其提供可靠的直流電源。同時站用直流系統也為操作提供電源支持。因此，站用直流系統的穩定程度直接對變電站的安全產生重要的影響，是保證變電站正常工作的重要條件。

現如今，站用直流系統一般采用蓄電池和整流器共同工作的浮充供電方式。因此，一般情況下變電站首先通過整流器將交流電轉化成直流電，然后將直流電供給負載。這就導致蓄電池長時間處于充電狀態，只有在交流電源發生故障過直流在受到沖擊的時候，才會采用蓄電池進行供電。作為一個理想的不間斷電源，浮充電源可以保證在電力系統發生故障的時候，仍能對信號控制、繼電保護等設備進行供電，保證其正常工作?，F如今變電站的設備一般采用正負110V的直流電源來進行供電，直流供電設備連接到主控室直流饋電屏的直流母線上，然后從直流母線上分別引出操作電源、儲能電源、保護電源、事故照明電源等。當220V直流系統正常運行時，正負母線對地的電壓分別為+110和-110V，且對地都是懸空的。

二、現階段站用直流系統存在的問題

（1）由于充電裝置對于直流電可靠性的要求較高，蓄電池組和充電裝置的配置可能不大能達到要求。

（2）站用直流系統的設備型號陳舊、布置方式較為單一，缺少對新技術、新產品的關注。

（3）有些變電站沒有建立專用的UPS，對于變電站大量中智能裝置對交流不停電電源的需求，無法做到及時滿足。

（4）對于變電站的微機監控系統以及站用直流系統的互聯仍不夠完善，導致相當一部分的信息無法及時的分享和利用。

三、站用直流系統發展的理論依據

現如今電力行業針對于站用直流系統提出了一系列新的規范，在這一系列新的規范中，主要涉及以下幾個方面的變化：

（1）系統接線：新規程明確站用直流系統應為不接地系統，并且能夠較為方便地接入放電設備，同時增加了雙電池組雙充電接線的新型接線方式。

（2）蓄電池組：對于110kV及以上變電站，新規程推薦采用新型的閥控式全密封鉛酸蓄電池，同時對于220kV變電站的站用直流系統，采用兩套蓄電池組進行供電。

（3）充電裝置：對于站用直流系統微機型高頻開關充電裝置，設置了新的有關性能指標控制值。

（4）直流饋線網絡：為了滿足重要支流負荷供電的要求，新規程將推薦輻射方式作為直流饋線網絡的供電方式。

（5）直流負荷統計：將無人值班變電站全站交流電源事故停電的時間提高到2小時，同時明確事故照明仍按1小時計算。

（6）直流系統二次線：對直流系統各回路應具有的具體保護配置進行了細化，將直流斷路器應用到了站用直流系統之中，對各級保護應有的級差配合進行了強調。

（7）規程的適用范圍：新規程對于規程的適用范圍進行了重新的劃定，相對于原規程側重于大容量發電機組和超高壓變電站的直流系統；新規程以110kV電壓等級為界限，分別編制規程，體現出更強的針對性和實用性。

四、站用直流系統的發展前景

關于站用直流系統的發展，應遵循新規程的理論依據，對其中優良的技術進行發揚，對不足的方面進行改進。根據現如今站用直流系統的現狀以及技術背景，站用直流系統未來的發展將會重點從直流饋線網絡、直流系統接線形式、直流回路中保護裝置、與微機監控系統的關系、專用UPS系統等方面展開。站用直流系統中重點組成部分的發展，勢必會帶動整個系統的快速發展。下面將對上述方面的發展前景進行描述：

（1）直流接線形式的發展。現如今，大多數的變電站直流系統都只采用一套蓄電池組，由于蓄電池組在運行過程中容易出現故障，因此需要定時的對其進行維護和檢修，在一定程度上對系統的可靠性造成了影響。在今后的發展中，新型的全容量蓄電池組將應用在站用直流系統中，在一套蓄電池組發生故障停止運行時，新增的蓄電池組將對代替原來的蓄電池組，對全站的直流電和進行供應。此外，還需要對蓄電池組的放電實驗回路進行優化，保證母線的正常工作不受蓄電池充放電實驗的影響。

（2）直流饋線網絡的發展。隨著站用直流系統的發展，輻射式直流系統饋線網絡將會引起大家的關注，直流系統將會采用大量單獨饋線的方式直接向220kV及以上線路和主變的元件供電。其中主要是針對保護和控制單元進行供電。針對有些變電站的規模較大，傳統直流系統的效率就顯得較低，可以根據技術條件采用可以分屏的輻射式饋線網絡，將直流系統中的總母線分成兩路，分別作為獨立的直流電源以輻射的形式進行供電。這樣就大大提升了系統的效率。

（3）直流回路中保護裝置的發展?，F如今站用直流系統一般采用直流熔斷器作為其保護裝置，此類保護裝置的缺點是：保護功能較為單一且動作特性的離散性較大。針對此問題，站用直流系統可以采用直流斷路器作為保護裝置，此類保護裝置在速斷、過流和限流等方面表現優異，并且在動作特性曲線穩定性等方面表現出較強的適用性。

（4）與微機監控系統關系的發展。隨著微機技術和通信技術的發展，站用直流系統越來越多的采用計算機來進行遠程控制，電力系統與計算機網絡通信的結合將會是今后發展的一大趨勢。通過將計算機網絡對站用直流系統進行監控，可以將直流系統中的遙測、遙信量等信息上傳到微機控制中心，對故障信息進行及時有效的處理。

（5）專用UPS系統的發展。由于變電站內有大量的智能裝置，其對不停電電源的要求較高，為了滿足此要求，站用直流系統采用了專用的UPS系統。此UPS系統的優勢是利于管理，有在直流系統直接提供直流電源，交流電源則是由站用電來提供。這使得系統在運行過程中的維護變得方面和高效。

結語

現如今，隨著科學技術的發展，給站用直流系統的的改進和完善提供了技術條件，針對我國站用直流系統實用性不強、布置方式單一、實時性不強的現狀，對直流饋線網絡、直流系統接線形式、直流回路中保護裝置等方面進行改進和優化，將會是今后站用直流系統發展過程中重視的問題，同時隨著微機技術和通信網絡的建立，計算機控制在站用直流系統中的應用也將會越來越廣。

參考文獻

[1]徐海明.直流設備檢修[M].北京：中國電力出版社，2003.