变电站不停电直流系统的改造方法

摘要：直流系统在变电站的运行中起着举足轻重的作用，如何能够在保证变电站正常运行的情况下对直流系统进行改造就显得至关重要。结合以往的工作经验，平凉供电公司制定出了变电站不停电对直流系统进行改造的实施方案，对整个方案的工作准备阶段、临时直流供电系统的代替工作阶段和新直流系统的安装、调试、验收进行了详细的说明，最后提出了安全注意事项。

关键词：变电站；直流系统；改造方法

中图分类号： TM411 文献标识码： A

1. 绪论

近年来，随着经济的迅速发展和公司售电量指标的不断提高，变电站对于停电的时间也有了更加严格的限制。然而，由于运行年限太长，部分变电站的直流系统面临着设备老化严重、二次回路绝缘降低等问题，已经成为了变电站安全运行的隐患，对部分老化的直流系统进行改造势在必行。

2. 直流系统改造的重要意义

变电站直流系统作为变电站二次设备重要的组成部分，由于其是独立操作的电源，在诸如开关控制、继电保护及安全自动装置、信号装置、监控系统、事故照明等许多方面发挥着特殊作用。直流系统的安全可靠运行，直接影响着变电站其他设备的可靠工作，最终影响变电站安全运行与电网安全运行。随着电力企业生产技术管理水平的不断提升，加强直流系统等二次设备的管理和维护，不断通过大修、技改工程，更换由于设备老化、二次回路绝缘程度降低等多种原因造成不能可靠工作的直流系统，对提高直流系统设备的安全稳定性，节约日常运行维护的人力和物力资源，具有重要意义。本文结合笔者日常工作中的实际经验，利用临时直流供电系统代替原来需要进行改造的直流系统进行供电，在不停电的情况下完成对直流系统的改造，确保变电站安全运行的同时，提高电网可靠运行的经济效益。

3. 不停电对直流系统进行改造实施方案

综上所述，既要对老化的直流系统进行改造，但又不能对变电站进行停电，还要保证设备的正常稳定运行，如何才能做到三者兼得呢？为了解决这个难题，平凉供电公司根据以往的工作经验制定出了一套变电站不停电对直流系统进行改造的实施方案，它既可以同时满足以上三个条件，实施起来又具有可行性和易操作性，具体实施主要有三个部分。

3.1 工作准备阶段

工作准备阶段主要包括两方面的工作。工作方案制定及落实，包括根据工作内容制定组织措施、 技术措施和安全措施， 进行危险点分析， 办理工作票，选择合适的工作负责人和工作班成员。工器具材料准备，主要准备需要用的临时充电机、带辅助接点的直流空气开关、独股线、个人工器具等。

3.2 临时直流供电系统的代替工作阶段

利用临时直流充电机代替原有直流系统带全站直流负荷。制作临时直流供电系统，利用直流空气开关制作Ⅰ、Ⅱ段分段式供电系统，由临时充电机将电源送至制作的分段式供电系统。检查变电站直流控制、保护、合闸回路中的联络开关是否在合闸位置。直流馈线屏Ⅰ段各馈线均应在合闸状态，Ⅱ段各馈线均应在分闸状态。临时充电机将直流输出至分段供电系统，测量各段电压均正常后，停用现有直流系统交流电源并退出直流充电系统。将现有直流馈线屏Ⅱ段各馈线分别拆除转接至临时电源系统；投运接入的临时直流系统Ⅱ段各空气开关，断开现有直流系统Ⅰ段各馈线空气开关，先断合闸后断控制，断开空气开关后检查供电正常方可断下一个馈线。拆除现有直流馈线屏Ⅰ段各馈线并转接至临时电源系统。将拆除的电池组放置在一旁重新连线组装起来，并与便携式充电机并联接入组成一套完整的临时直流系统，系统接线如图 1 所示：

为了使本套临时装置能够更加完善，在该套装置的控制回路中加入了一些简单的保护措施： 在其输入交流回路安装了带有辅助接点的空气开关 （DK） ，用以监视整套装置工作状况； 输出回路加装了熔断器 （FUSE） ，用来作为本装置与变电站直流母线之间的直接保护，并且安装了简单的音响回路，若输入回路断开且转换开关 （ST） 在 “投入”位置时 （接点 1–3 导通） 将启动电铃 （DL） 告知运行人员，以便及时查找问题和解决问题。本套装置退出运行时将转换开关 （ST） 打到 “退出”位置 （接点 1–3 断开） ，断开空气开关（DK），取下熔断器（FUSE）即可完成。

3.3 新直流系统的安装、调试、验收

直流系统屏位拆除及安装。在所有电缆拆除后，将原有直流系统全部屏位拆除，并安装新的直流系统屏位。直流系统蓄电池充放电试验。新的直流系统屏位安装后，且蓄电池及交流电源均已接入即可进行蓄电池充放电工作。充放电采用全容量核对试验，其中充放电试验按照2 个轮次计划，若 2 个轮次试验不满足要求则做第 3 次，相应工作计划时间顺延。二次电缆接线。在蓄电池放电试验完毕并合格后，方可进行直流系统技改工程装置屏与相关端子箱的二次电缆接线工作，接线前应停用新直流系统充电装置。为了保证接线的正确性，对每根电缆用通灯核对、编号，接线时必须严格按照图纸进行，严禁凭记忆凭经验。接线时先将临时供电Ⅰ段接线拆除并接入 #1 馈线屏，接好后投入运行并测量，各回路均正常依次打开临时供电Ⅱ段接线，若打开线过程出现停电现象应立即恢复，待查找回路正常后方可恢复工作。 打开的临时Ⅱ段接线接入到直流#2馈线屏，此时投入直流系统充电装置。直流系统技改工程装置调试、验收。由于是新投运装置， 装置调试工作应全面准确； 二次回路因为是重新接入，所以应进行回路的完整性检验。试验结束后工作负责人同工作班成员检查试验记录： 试验项目齐全； 试验数据及结论正确。验收中做到及时发现与处理问题，确保改造工程质量。

3.4 蓄电池组的维护与改造

要不断加强做好蓄电池组的新安装检验、部检、日常检验的维护检查，从源头上防止问题蓄电池流入运行设备。蓄电池组的部检、日常检验主要进行浮充电压、蓄电池内阻测试及核对性充放电的测试。建议运行时间6年以内的蓄电池部检周期为2年，运行满6年蓄电池的部检周期为1年。已投运的蓄电池每个月测试浮充电压、每个季度测试蓄电池内阻（投运3年内可以每半年测试蓄电池内阻），属于日常检验。蓄电池组的浮充电压平时不能设置偏高，环境温度、湿度应适宜，避免影响蓄电池组的使用寿命。若经过3次核对性放、充电试验（部检主要项目），阀控式铅酸蓄电池组容量均达不到额定容量的80%以上，可认为此组蓄电池容量不足，存在严重隐患，应予改造更换。

3.5 改进接线方式

第一，应确保在满足供电的情况下，尽可能的保证设备的简化和接线的简单。第二，针对重要的220kV和500kV的变电站，使用3台整流器和2组蓄电池方式接线。可以对110kV的变电站使用单母分段的接线，尽可能将工作量减少，为变电站可以实现无人值守提供先决条件。第三，将尾电瓶取消，使用硅堆和硅链进行自动调压，将控制母线和动力母线分开接线，且具备备用的通道。第四，针对没有电磁机构的变电站，可以使用动力控制母线和易，但是必须保证足够的电池容量。在硅堆和硅链降压回路的过程中，需增设一个备用的通道。使用接触器、直流继电器和可控硅投切备用通道。备用通道可以使用IGBT模块、VMOS场效应管等。第五，针对110kV或220kV的变电站，当出现一组保护走动几组断路器跳闸的情况时，需有专用熔断器对其供电，且由专用熔断器控制每组的断路器。对已配有双重化主保护的母线、变压器和线路，一套后备保护和主保护情况的专用熔断器配置，需执行与之相关的反措规定。因此，确保合理的负荷侧熔断器配置，才可以按照级差配置直流系统中的控制馈线开关。

4. 安全注意事项

为保证在站用电失电的情况下，不发生全站直流失压，应配备一台三相发电机。在站用电失电后用发电机带临时充电机，以保证全站直流系统能正常运行。拆接线过程中线芯是带电的，应将拆除的线芯用绝缘胶布包好。运行人员应加强对全站开关储能情况的检查，以防出现特殊情况影响设备的正常运行。

5. 结束语

在直流系统不停止工作的情况下，利用临时直流供电系统供电，在保证所供电的二次设备可靠工作的同时，不会造成变电站一次设备的停电，保证变电站电气设备运行的安全性，提高城市和农村电网供电可靠率，对于电力企业更好地履行 “四个服务”的工作承诺，满足不同电力客户的需求，进行不间断供电，提高企业的社会效益和经济效益，保障经济社会发展具有重要意义。