變電站的直流系統(tǒng)承擔(dān)著為開關(guān)控制、自動裝置、繼電保護(hù)和信號設(shè)備等提供操作電源的功能,是其重要組成部分之一??梢哉f直流系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行是保障變電站電力設(shè)備安全,避免和限制電力系統(tǒng)大面積長時間停電最重要的基本技術(shù)手段。只有直流系統(tǒng)足夠可靠,才能確保設(shè)備的正常運(yùn)行。即使變電站發(fā)生母線全部失壓的事故時,直流系統(tǒng)仍能在一定時間內(nèi)提供足夠的電壓和容量。下面就對變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行深入探討。
1 變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行的方式分析
直流系統(tǒng)是變電站重要的組成部分,通常直流負(fù)荷屏輸出電源有:主變的控制保護(hù)電源、11KV線路控制保護(hù)電源、110kV設(shè)備操作電源、220kV線路控制保護(hù)電源、公用信號電源、10kV設(shè)備控制保護(hù)電源、10kV設(shè)備操作電源和遠(yuǎn)動電源等。為確保直流系統(tǒng)具備較高的可靠性,通常情況下,兩段母線宜分列運(yùn)行,直流負(fù)荷斷環(huán)運(yùn)行。兩套充電電源系統(tǒng)各帶一部分直流負(fù)荷并使兩段母線的直流負(fù)荷基本平衡,應(yīng)嚴(yán)格禁止兩套充電系統(tǒng)的長期并列運(yùn)行。同時為貫徹近后備原則,主變控制保護(hù)電源與110kV設(shè)備控制保護(hù)電源應(yīng)分別由兩段母線供電。變電站直流系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式及切換如下:
1.1常見運(yùn)行方式
此種方式是最為常見的運(yùn)行方式。1號充電裝置在I段母線上運(yùn)行,2號充電裝置在II段母線上運(yùn)行,在分閘位置設(shè)置母線分段開關(guān)。直流負(fù)荷均衡分布在兩段母線上。
1.2第二種運(yùn)行方式
即當(dāng)兩組中的一組蓄電池或充電裝置因故退出系統(tǒng)時采用的運(yùn)行方式。如當(dāng)2號蓄電池組或2號充電裝置退出運(yùn)行時,1號蓄電池組和1號充電裝置在I段母線上運(yùn)行,母線分段開關(guān)在合閘位置,在兩段母線上直流負(fù)荷均衡地分布。
1.3第三種運(yùn)行方式
當(dāng)I段直流母線因故退出運(yùn)行時所采用的運(yùn)行方式。當(dāng)I段直流母線因故退出運(yùn)行時,1號蓄電池組和1號充電裝置必須退出運(yùn)行,2號蓄電池組和2號充電裝置在II段母線上運(yùn)行,母線分段開關(guān)在分閘位置,直流負(fù)荷均在II段直流母線上。
1.4第四種運(yùn)行方式
即1號充電裝置和2號蓄電池組因故同時退出運(yùn)行時應(yīng)當(dāng)采用的運(yùn)行方式。此時,必須使1號充電裝置與2號蓄電池組退出運(yùn)行,2號充電裝置在II段母線上運(yùn)行,而1號蓄電池組在I段母線上運(yùn)行,母線分段開關(guān)在合閘位置,直流負(fù)荷可均衡分布在兩段母線上。
1.5第五種運(yùn)行方式
在變電站站用電交流電源全部失壓時所應(yīng)采用的運(yùn)行方式。在這種情況下,1號、2號充電裝置均需退出運(yùn)行,1號、2號蓄電池分別為I、II段母線供電,1號蓄電池組在I段母線上運(yùn)行,2號蓄電池組在II段母線上運(yùn)行,母線分段開關(guān)在分閘位置,直流負(fù)荷均衡分布在兩段母線上。
1.6各種運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換的原則分析
變電站直流系統(tǒng)的運(yùn)行是動態(tài)的,因此各種運(yùn)行方式轉(zhuǎn)換就不容忽視。轉(zhuǎn)換的主要原則是:(1)不能因轉(zhuǎn)換運(yùn)行方式而使系統(tǒng)失壓或是降低運(yùn)行可靠性;(2)不能使兩組充電機(jī)長時間地并列運(yùn)行,而兩組電池也不應(yīng)該長時間地并列運(yùn)行;(3)在充電裝置停電時,應(yīng)先合母線分段開關(guān),在觀察負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另一臺充電裝置后,才能使該充電裝置直流輸出停止,最后再停交流電源;(4)充電裝置送電時,在充電裝置開啟后,應(yīng)讓充電模塊輸出電壓略高于蓄電池端電壓,再將充電模塊輸出開關(guān)逐一合上,并對充電裝置輸出電壓進(jìn)行調(diào)整,注意觀察輸出電流變化與否,若發(fā)生變化,則將母線分段開關(guān)分開,再將充電裝置的輸出調(diào)整到適宜的電壓;(5)兩段直流母線并列前,必須要檢查其絕緣是否良好,兩段母線的電壓值是否在正常范圍內(nèi);(6)同一直流負(fù)荷的兩路電源進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)移時,應(yīng)當(dāng)先合母聯(lián)開關(guān),然后轉(zhuǎn)換負(fù)荷開關(guān)(注意負(fù)荷電流的變化),再分母聯(lián)開關(guān)。
2 變電站直流系統(tǒng)直流接地的危害與查找
2.1變電站直流系統(tǒng)產(chǎn)生直流接地的原因探析
變電站直流系統(tǒng)所接設(shè)備較多、回路也很是復(fù)雜,在長期運(yùn)行的過程中可能會因氣候變化、環(huán)境改變、接頭電纜老化,以及設(shè)備本身問題(如:絕緣老化破損、灰塵沉淀、金屬潮濕、生銹等因素的作用),不可避免的產(chǎn)生直流系統(tǒng)接地問題。實踐中,壓力表、端子箱進(jìn)水、裸露金屬灰塵或空氣潮濕、電纜表皮破損等是引起直流接地最為常見的原因。此外,沒有包扎好備用電纜芯端面而導(dǎo)致的接地現(xiàn)象也有發(fā)生;電纜在穿過金屬物或金屬處拐彎,由于碰撞、振動等而產(chǎn)生磨損,也可能導(dǎo)致直流接地現(xiàn)象的發(fā)生。
2.2變電站直流系統(tǒng)發(fā)生接地的危害分析
通常直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地,是不會對電力系統(tǒng)造成危害。但若發(fā)展至兩點接地,就極有可能形成接地短路,進(jìn)而導(dǎo)致自動裝置、信號和繼電保護(hù)裝置的拒動或誤動,甚至引起直流保險的熔斷,使直流系統(tǒng)供電的裝置和線路失去電源。(1)直流正極產(chǎn)生接地,就有可能使自動和保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動。這是因為繼電線圈、跳合閘線圈和負(fù)極電源是接通的,若一直接地就有引起誤動作的可能。同時,兩點接地還可能造成誤報信號和誤合閘。(2)直流負(fù)極接地,可能使保護(hù)自動裝置產(chǎn)生動動現(xiàn)象。這是因為,保護(hù)繼電器、跳合閘線圈在這些回路再有一點接地時,線圈因被接地點短接而無法動作。同時,直流回路短路電流會熔斷電源保險或使繼電器接點燒壞,保險熔斷會導(dǎo)致保護(hù)及操作電源的失去,進(jìn)而產(chǎn)生拒動現(xiàn)象。
2.3直流接地故障查找方法
直流接地故障的查找宜采用縮小范圍法,進(jìn)行拉路查找。在拉路查找前,應(yīng)對因直流失壓而可能引起的逢動裝置、繼電保護(hù)誤動作予以充分地考慮,即在操作電源瞬時切斷前,將可能誤動的保護(hù)予以解除。對于一組電池分段運(yùn)行的直流母線,可試?yán)侄伍_關(guān),以判斷出具體哪段母線產(chǎn)生接地。拉路時,宜先信號回路,后控制回路;先次要回路(照明電源等),后重要回路(操作電源等);先室外設(shè)備,后室內(nèi)設(shè)備。各直流回路切斷時,直流電源的斷開時間通常不宜超過3秒。回路切斷后,無論該回路接地與否,均需立即恢復(fù)供電。需要注意的是:查找直流系統(tǒng)接地故障時,應(yīng)按圖紙結(jié)合實際情況來進(jìn)行,還要做好拆線頭的記錄和標(biāo)記工作,以避免拆錯端子線頭,或是恢復(fù)接線時接錯和遺漏現(xiàn)象的發(fā)生。
總之,隨著我國電力系統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)模和容量的增大,電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行越來越引起人們關(guān)注。直流系統(tǒng)是確保變電站系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié),只要深入了解相關(guān)設(shè)備,切實掌握基本技能,就能對直流接地現(xiàn)象準(zhǔn)確判斷、有效處理,就能為電網(wǎng)的高效運(yùn)行提供有力支持。