无人值班变电所中的直流系统

电力18讯：    江苏省启东市供电公司  钱锦祥  

摘要：针对变电所进行无人值班改造后的具体运行管理，结合安全性评价、反措的要求和当前流行的趋势，详细介绍了直流系统的改造要求、选用配置和运行维护方面的一些参考意见。

关键词：直流系统；选用；运行维护

中图分类号：TM762 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2008)02-0013-02

直流电源作为变电所控制、保护等系统的工作电源，一旦失去，势必造成不可想象的严重后果。因此，直流系统是变电所极其重要的一部分，对无人值班变电所来讲尤其重要。

直流电源系统一般由交流输入部分、直流充电设备、蓄电池组、直流接线以及直流负荷等部分组成。

1 直流系统的现状

目前变电所中尚未改造的直流系统中条件一般比较落后，不满足无人值班的要求。

交流输入一般设有两路，分别接自所用变压器上不同的两组交流电源，有的已经实现自动投切。

直流充电设备能力有限，功能不全，故障后会影响到直流系统正常的运作，给蓄电池带来较大的负担。

采用蓄电池组以镉镍电池最多，一般功能有限，维护量大，并且使用寿命较短。铅酸蓄电池是20世纪90年代使用较多的，功能有所增强，有一定的维护量，需要专门的蓄电池室，但寿命相对较长。这些蓄电池功能一般，维护周期短，工作量大，需要配备专门的蓄电池室，不带自动放电装置，一般只靠外接电阻实现放电，需要专门的维护人员，而且电池寿命不长。

直流系统接线有待简化，供电可靠性不高，辅助设备精度小、工作量大。接线中同时设有合闸母线和控制母线：一方面，为提供合闸电流，并且保证合闸母线电压符合要求，需要合闸母线电压较额定电压高5％～10％；另一方面，为满足和保证各装置、保护的正常运行，另设控制母线，电压低于合闸母线，而且要求电压平稳，并在规定范围内。调压装置复杂、故障几率多，需要手动调节。

直流系统负荷多、容量大，一旦冲击电流突然增大时，对正常的负荷有影响。

2 直流系统的改造要求和选用

直流系统的交流输入可直接取自所用变电所电源。一般可选择双回路进线，可相互备用自动投切模式。

直流充电设备应保证对正常的直流负荷供电外，还需要补偿蓄电池组的自放电损耗。蓄电池组在放电后，特别是在变电所事故发生后，还应及时快速地给予补充充电，使蓄电池组能在较短的时间内恢复到正常的容量。直流充电设备是交直流变换设备，一般根据容量和负荷情况可设立几组，各组均可独立工作，互不影响。

充电装置优先选用高频开关整流装置，实际设计时，可根据接线情况，决定同时选用几组高频开关整流装置。各组开关均能独立工作，按照最大负荷来选择开关的容量；充电装置应具有稳压、稳流及限流性能，并能够长期连续工作，充电装置的主要技术参数见表1。其交流输入宜为三相制额定频率为50 Hz ，额定电压为380V±10% 。充电装置的额定电流应满足浮充电电流要求、大于初充电电流、大于均衡充电电流；充电装置的输出电压调节范围应满足蓄电池放电末期和充电末期电压的要求，长期工作电压一般为230V ；充电装置对谐波干扰、电池兼容、均流系数、功率因数等指标也应合格。最关键的是直流充电装置，应具备微机自动控制功能，正常以全浮充电方式运行，并可按照已设置的要求自动均衡充电。

表1 充电装置的技术参数（高频开关）



蓄电池组主要为交流电源或充电设备故障后，提供事故时的直流电源，确保其他系统的正常运作。为满足无人值班变电所的工作要求，蓄电池的工作能力必然需要更强，而维护工作量必然更少，容量足够大，电池质量足够高，配备自动功能，并最好带有自动放电装置的。

2.1 选用阀控式密封蓄电池（少维护或免维护型）

装设两组相同电压的蓄电池组时，对于控制负荷，每组应按照全部负荷考虑；对于直流事故照明负荷，每组可按照全部负荷的60％以上的标准考虑；对于动力负荷和通信事故负荷，宜平均设置在两组蓄电池上。110kV（中型）及以下变电所可只设一组蓄电池，容量可选择为100Ah。可选用具有蓄电池运行维护功能的放电装置。因为蓄电池的个数较多，故障的几率最大。从运行情况来看，直流系统中出故障最多的也就是蓄电池。所以在新投运蓄电池组前，应严格要求对蓄电池进行核对性充放电试验，淘汰不合格的电池。

2.2 确定直流系统接线方式

根据变电所的实际负荷情况确定直流系统接线方式，并应考虑接线可靠、简洁。

直流系统接线可按照实际情况而定，重要变电所选用单母线分段为宜，小变电所可直接采用单母线方式。单母线分段接线应考虑能在运行切换中不中断供电；不设合闸小母线。对原先的一些断路器操作机构应考虑技术改造，尽量选用