浅析35kV变电站直流系统改造方案

摘要:随着科技和管理的进步,变电站直流系统正朝着自动化和免维护的方向发展,对直流系统要求的不断提高使得直流系统的改造势在必行,本文从分析当前35kv变电站直流系统存在的问题入手,以此提出改造目标,并对直流系统的改造措施进行简要分析。

Abstract: With the advancement of technology and management,the substation DC system is moving towards the direction of automation and free of maintenance. The continuous demand for the DC system requests a necessary reform of the DC system. The pape starts from the analysis of the problems in 35kV substation DC system and proposes the modification scheme basing on this,the paper makes a brief analysis on the modification scheme of DC system.

关键词:35kV变电站;直流系统;改造方案

Key words: 35kV substation;DC system;modification scheme

中图分类号:TM63 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)30-0236-01

1当前35kV变电站直流系统存在的问题

1.1 采用的敞开式的碱性蓄电池组服役时间较长,运行维护麻烦、安全可靠性低,已不能适应电力系统继电保护装置特别是微机保护装置对直流电源的安全技术要求。

1.2 采用端电池调节器调压得的直流系统,端电池极易硫化、维护困难,接线复杂,在更换过程一旦发生断线,短路或者接地,都将有可能导致保护装置误动或者拒动,造成大面积停电事故,甚至可能造成电网事故。

1.3 陈旧的直流装置自动化程度低,无法满足遥测、送信等功能的要求。受基本原件的制约,电器化性能提高受到限制。

235kV变电站直流系统改造目标

从直流电源的发展过程看,直流电源已经走过了高频开关代替相控电源的过程,阀控式密封铅酸蓄电池的广泛使用要求整流器具有高性能,电力自动化的发展要求具有高度智能化的监控功能,从而使电力操作电源维护管理向无人值守、远程监控自动化的方向发展。直流系统改造后应该保证电网系统的稳定可靠运行,最大程度避免不安全因素的发生;实现提高蓄电池使用寿命的目标;全自动兼容手动功能,实现全程操作的自动化操作;带有遥测、遥控接口,与调度中心联网,全面实现直流电源的无人值守。

335kV变电站直流系统改造措施

3.1 蓄电池组采用阀控式密封蓄电池。阀控式密封铅酸蓄电池多采用紧装配密集极板,超细玻璃纤维作隔膜,贫电液结构。也有采用管式正极板,专用隔板胶体电解液的富电液结构的,其基本原理都使气体在极板问转移,促进了再化合反应,同时利用减压阀保持电池内部有一定压力。这类蓄电池具有防酸式铅酸蓄电池的优点、而且基本上属于免维护,同时由于没有酸雾和气体排出,可以与成套直流电源柜一起安装在主控室。现在已广泛应用于各类发电厂、变电站中,成为无人值班变电站首选蓄电池。但其运行寿命与温度有较大关系,所以要求环境温度不宜过高。一般来说,环境温度如果不超过26℃,就可以达到设计寿命。同时对充电装置的稳压精度等技术参数也提出较高要求。

3.2 调压采用高频斩波方式。电站继电保护装置对直流电压的稳定度要求较高。传统调压方法为多只二极管串联后与多只继电器触点并联进行有级调节。既精度低,又难以实现自动控制。高频斩波调压就不存在这些问题。动力母线提供的直流电压,经高频斩波波后送到控制母线,向继电保护装置供电。输压反馈到调节器,构成闭环系统,自动、精确管通断及斩波宽度,在动力母线电压大幅度波动时,也可保持控制母线电压稳定。

3.3 采用高频开关电源。35kV变电站直流系统中的充电机,一般由工频变压器和晶闸管相控整流及滤波装置组成。缺点是充电机发生故障后,需较长时间停电维修,蓄电池得不到充电,全站直流电源处于无保证的危险状态。若设置双充电机,则要增加投资和安装场地。因此在直流系统改造时,对充电装置可以采用近年来才出现的高频开关电源,高频开关电源采用高频半导体器件取代晶闸管。它具有输人阻抗高、开关速度快、线性好、输出容量大等特点,最新一代的无污染高频开关直流电源系统,吸收了普通高频开关直流电源的所有优点,同时很好地解决了功率因数、输人谐波、电磁兼容,噪音干扰等方面的问题,是实现微机自动化、变电站无人值守最可靠的供电装置。同时为了保证系统使用的高可靠性,采用N+l余高频开关电源模块,即用多个高频开关逆变器代替电机,其中N个模块承担额定负载,另加一个备用模。这些模块功能完善,相互独立,可带电拨插,更换故障模块几分钟就可完成,大大提高充电电源的可靠性。

3.4 充分发挥计算机监控作用。监控任务主要是对直流系统的交流进线柜、充电柜、直流柜及蓄电池组的运行工况进行实时检测、控制、警示及通信,依靠人工监视定期测量和抄表记录,工作繁琐,且缺乏实时性,特别是个别蓄电池过早老化失效,很难及时、准确地发现,埋下隐患。采用以单片控制为核心的计算机监控和相关的变送器、传感器可对直流电源的电压、电流、温度、以及开关状态进行监测、控制和通信,实现遥侧、遥控、遥调和过电压、欠电压、过电流、过热、接地等多种保护及报警。计算机监控的最大好处是实现瞥电池充电过程的自适应控制。方法是利用计算机实时监测和记录蓄电池组的充放电电流大小及时间的长短,通过分析蓄电池放电电压、电流的变化,引人相关的修正系数即可算出蓄电池组的现存容量;再以存放在存储器中厂家提供的最优充电曲线为基准,结合实测温度的高低控制充电模块的充电电流,使蓄电池组获得优化的充电效果和得到最长的使用寿命。

4结束语

35kV直流电源是电力系统中的重要设备,作为变电站自动控制、继电保护、动力、仪器仪表、信号、通信、事故、照明等的重要工具,其性能和质量的好坏直接关系到机组、电网的稳定运行和设备安全。在变电站实行无人值守、少人值守的情况下,对直流系统的可靠性及自动化、功能的要求更高。采用先进的电源技术与监控手段,注重对变电站蓄电池、电源、监控手段的改进,在变电站直流系统改造过程中显得尤为重要。

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