220 kV洼里變電站直流系統的不停電改造

杜時光，王長青

（1.大連市旅順電力電子設備有限公司，遼寧 大連 116000；2.國網遼寧省電力有限公司大連供電公司，遼寧 大連 116000）

0 引 言

直流系統主要用于為控制、操作、繼電保護、自動裝置、信號和遠程操作提供電源，其可靠性對變電站安全運行起著至關重要的作用，應保證在任何事故情況下都能可靠和不間斷地向用電設備供電。因此，要適時對老化嚴重的直流系統進行改造，以提高設備運行的穩定性，節約日常運行維護的人力和物力資源。

1 220 kV洼里變直流系統現狀

洼里220 kV變電站是京津唐220 kV電網的一個重要樞紐變電站和重要組成部分，在唐山220 kV系統中占有重要位置。2003年投運至今，設備運行已處于老化期，充電機故障頻發，直流系統饋線空開已滿，無法接入新饋線回路，不能滿足變電站的擴建和設備的新增要求。又因該站部分采用了雙母線接線方式，如果發生事故，后果非常嚴重。因此，為保障提供穩定可靠的直流電源，需對該站直流系統進行更換改造。

2 220 kV洼里變直流系統改造實施方案和過程

2.1 改造規模

直流系統改造：安裝充電機屏3面、負荷饋出屏4面（負荷饋出和電源母聯合一），拆除充電屏2面、舊屏6面、直流聯絡屏1面（直流負荷饋出屏在原址就位，充電屏在其他位置就位）。

改造前直流系統：兩充電兩饋線配置，即充電機2臺，直流負荷屏2面，直流聯絡屏1面，2組蓄電池，兩段母線分段運行。

改造后直流系統：三充兩饋線配置，即充電機3臺，直流負荷屏6面（含母聯絡），2組蓄電池，兩段母線分段運行，并能自動切換[1]。

新舊系統相比具有以下特點。（1）饋線支路擴容：直流饋線各支路空開由原來分布在2面屏上，現分布為6面屏，可以提供充足的饋線回路，能夠滿足將來變電站的擴建和設備新增的要求；（2）系統運行更加可靠：充電機由原來2臺變成3臺，備用充電機（空載或熱備份）可在兩段母線之間切換，任一工作充電裝置退出運行時，可以手動投入備用充電機，提高了母線運行的可靠性。

2.2 不停電改造方案分析

既要對老化的直流系統進行增容改造，又不能讓變電站停電，還要保證正常穩定運行。為了兼顧三者，采用“變電站不停電對直流系統進行改造方案”，實施具有可行性和易操作性。

2.3 不間斷改造方案實施步驟

公司采取新、舊直流電源并列的方式，在確保不停電的條件下，將各支路負荷逐次在新老系統間進行轉換，最終完成所有負荷由新直流饋線屏供電。

第一階段，主要任務是拆除直流分電屏左側，在此安裝新充電機并進行調試，步驟如下：

（1）將直流分電屏左側可拆出的舊屏拆除；

（2）安裝充電屏3套和負荷饋出屏1面（以下稱臨時過渡屏），并調試好；

（3）將原直流屏的聯絡開關合上，退出1組電池組；

（4）將1組電池組接至臨時過渡屏，并調試好。

第二階段，主要任務是進行過渡負荷，將所有的直流饋出電纜逐路從老直流屏上過渡到臨時過渡屏上。

（1）洼里變電所的饋出母線分Ⅰ段母線和Ⅱ段母線，在過渡過程中要區分對待，切換過程中要注意區別。

（2）過渡過程中，可以依據直流饋出負荷的回路數和重要性區別對待。對于保護用的直流電源，由相關班組人員到現場調查確認。從#1直流屏和#2直流屏各饋出一路直流保護屏小母線。保護屏小母線由兩路直流電源供電，可以以一路供電另一路臨時中斷進行過渡的方式將兩路輪流過渡完畢，而不影響保護小母線用直流。如有保護用直流饋出電纜僅有一路供電，這部分保護用直流，需由繼電人員采取從保護屏小母線并接線或采取其他臨時接線方式進行供電，從而允許直流端過渡[2]。首先需要過渡連接分電屏的12條回路。第一，將110 kV分電屏的兩個聯絡開關合上，主變分電屏的兩個聯絡開關合上，220 kV分電屏的兩個聯絡開關合上。第二，將連接在1段母線的去分電屏開關逐一斷開，共計6路。第三，逐一拆掉電纜，接至臨時過渡屏上。第四，注意極性，確認無誤后做好標識，將臨時過渡屏上開關合上。第五，將連接在2段母線的去分電屏開關逐一斷開，共計6路。第六，逐一拆掉電纜，將電纜包裹結實標記好回路名稱、極性，放置電纜夾層中。

（3）遠動電源、儲能電源、通信光纜、UPS電源以及信號電源等其他用直流電源，申請短時中斷直流供電進行過渡。

（4）在上述所有回路電纜的過渡過程中，每一回路電纜過渡前均需要和相應專業的人員核實好回路名稱、極性，并做好標記，共同確認可以過渡后再進行過渡。每過渡一路應由相應專業人員驗收一路，以確保直流系統的安全可靠運行。過渡完畢后，要畫出臨時直流饋出的示意圖。

第三階段，主要任務是拆除舊屏安裝新屏并進行調試。先拆除老直流設備，再安裝新直流設備，對新直流設備進行調試，并具備運行條件。

第四階段，主要任務是將負荷過渡到最終位置。進行第二次過渡，將接于臨時饋出盤的饋出回路過渡回新直流屏。此階段為第二階段的逆過程，方法和要求同第二階段。

第五階段，直流設備驗收及直流設備與上微機之間的通信。

2.4 改造實施要點分析

直流改造工程難度大、風險系數高，在不停電情況下進行改造，勢必會增加其危險性。為確保改造過程中直流母線和直流負荷不停電且運行穩定，須做好關鍵點管控和安全技術措施。

2.4.1 關鍵點管控

（1）各相關專業要提出所需直流負荷大小，并請設計院按照各專業所需直流負荷和新直流屏上空開容量，核實直流空開上下級配合是否滿足運行要求。

（2）洼里變原#1、原#2直流屏共饋出26個饋出回路計26對饋出電纜，請相關專業核對確認哪些回路是雙電源，哪些回路是可以臨時中斷供電進行過渡，是否還需要增加回路數。

（3）開工前，運行人員應和工作負責人共同檢查直流系統絕緣狀況。首先，進行+/E、-/E選擇測量，了解變電所絕緣強度情況。其次，進行人為接地試驗（按接地試驗按鈕），應正確動作，要有音響報警和光字牌顯示，以確保絕緣監察裝置處于良好的狀態，并做好記錄。

（4）更換#1、#2直流負荷饋出屏時，各相關專業應各負其責。在拆除原各回路配出線前，繼電等相關專業和運行人員應配合直流作業人員認真核對，并做好標記后拆除。兩次過渡中，各相關專業需負責驗收自己的饋出支路，待新饋出屏安裝完畢后，在開關前做明顯的可靠標識。

2.4.2 安全技術措施

（1）安裝、拆除直流屏、充電機時，必須要在斷電的情況下進行。

（2）拆除充電機，首先將交流屏上的充電機電源開關切除，并用萬用表確認充電機屏內無電后，方能認為交流已切斷，并在交流屏上的充電機電源開關把手上懸掛“有人工作，禁止合閘”標示牌。

（3）拆除原直流饋出支路前，一定要準確記錄原支路名稱，標識要清楚、結實，防止拆線過程中脫落。

（4）備用電池組要處于滿容量狀態，電池端子要緊固良好，不準有松動現象[3]。

（5）在充電裝置、直流屏、電池組各掛“在此工作”牌一個。

（6）不得觸及鄰近交流屏和保護屏。

（7）作好自我防護和相互保護，嚴禁違章操作，防止低壓感電[3]。

（8）施工中應避免直流短路、直流接地、直流斷路（經批準的允許短時中斷直流除外）。

（9）拆除原柜內任何接線前，要將沒有標記的配出線和信號線等接線做上標記，對原無標記的接線要反復核對，確保準確無誤。

（10）撤除原柜前，要確認無任何接線連接于原柜，要注意不得碰觸臨近盤柜，不要碰亂拆除待接的接線，防止低壓感電。

（11）通電調試前，工作負責人檢查各連接線是否正確、符合要求，并檢查屏內所有連接處連接是否穩固可靠。

3 結 論

220 kV洼里變電站直流系統經過此次不停電改造，無論是充電裝置還是母線接線方式，結構更加簡單。新的直流系統有助于工作人員迅速判斷故障點，及時處理異常情況，節省時間，同時大大提高了整個直流系統的供電可靠性。220 kV洼里變電站已在實際改造中成功應用，其安全、合理、經濟、先進可行的改造，為今后變電所的直流系統改造提供了寶貴經驗。