变电站直流系统操作步骤建议与优化

郑舒婷

摘 要：直流系统是变电站正常运行的关键，其性能确定了整个电力系统的运行可靠性，直流系统的稳定性保障一直是电力系统高度重视的问题。本文通过实例分析，在直流系统进行操作时，应该如何保证直流系统的连续稳定运行。

关键词：变电站；直流系统；操作过程分析

中图分类号：TM63 文献标识码：A

0.引言

变电站的直流系统，主要为变电站内的一、二次设备提供可靠、稳定的电源。其作用主要为：（1）为一次设备提供可靠的控制电源。在变电站的一次设备的操作，均需要通过后台监控机发送分合相关信号至动力系统才能完成一次分合闸操作，而分合闸信号正常发出与否则由直流系统的能否正常运行决定。（2）为二次设备提供可靠的运行电压。变电站的二次设备能否正常运行，在事故异常的时候起到关键作用，迅速隔离相关故障，而二次设备的正常运行全由直流系统提供保障。

因此，在直流系统的倒闸操作的过程中，直流系统的正常运行显得尤为重要。本文通过实例分析直流系统的倒闸操作过程中的问题和关键，并提出相关的建议。

1.直流系统的正常运行方式

根据《广东电网有限责任公司变电站站用交直流电压设备管理细则》中规定，ZK3、ZK4开关为三极开关，分别为停用、直供直流系统、直供蓄电池3个位置。以#1直流系统为例，1JK、2JK两路交流均为输入状态，由系統选择采用其中一路，而ZK3在直供直流系统位置，蓄电池的ZK1在合上位置，而分段开关ZK7在断开位置。综上所述，直流系统的正常供电情况如图1～图3。

#1充电装置回路与I段母线连接的ZK3隔离开关合在“至Ⅰ段母线”位置，#1蓄电池组与Ⅰ段母线的联络ZK1开关在合闸位置，#1充电装置和#1蓄电池组并列对Ⅰ段直流母线供电。

#2充电装置回路与Ⅱ段母线连接的ZK4隔离开关合在“至Ⅱ段母线”位置，#2蓄电池组与Ⅱ段母线的联络ZK2开关在合闸位置，#2充电装置和#2蓄电池组并列对Ⅱ段直流母线供电。

母联开关ZK7开关打至“断开”位置，Ⅰ段母线与Ⅱ段母线联络为断开状态，直流Ⅰ、Ⅱ段母线分列运行。

2.典型的操作过程分析

由于直流系统的操作分为送电操作和停电操作，现结合一起分析：

（a）#1充电装置、#1蓄电池组由运行状态转为停用状态的操作顺序，操作顺序见表1。

其中，步骤2是关键操作步骤，若ZK7并列开关处于假合状态，而又缺乏行之有效的检验办法，此时若继续操作步骤3时，则I段直流将会失压。2009年至2010年期间，曾发生过由于并列开关把手内裂，导致把手转动到位了，但I、II母并未并列，从而使得I母线失压的情况发生。

（b）#1充电装置、#1蓄电池组由停用状态转运行状态时的操作顺序表，操作顺序见表2。

其中，步骤4、5是关键操作步骤，若ZK1、ZK3开关把手任一内裂，不能使得开关本体导通，这有可能使得I段直流母线失压，也有可能使得充电机或者蓄电池不能正常工作。

综上可以看出，开关假合的情况下，会危及直流系统的稳定，更严重会危及整个变电站的安全运行。

3.应对措施

由于直流系统由运行转为停用和由停用转为运行遇到的问题均是开关是否存在假分的问题，因此，以直流系统由运行转为停用来分析考虑。

3.1对比两段母线相关数据

如图1所示，由于两段母线在并列状态，理论上来说两段母线的电气状态量应该一致，此时可以通过判断电气量状态粗略认为两段母线确实合上。

但对于直流系统来说，由于波动较小，而且两段母线所供负荷相对均衡，正常运行状态下，两段母线不并列，但两段母线的电气量也趋于一致，这在本质上比较难区别并列开关究竟是合上还是假合。

3.2对比充电机前后输出电流情况

如图2所示，在并列前，#1充电机带I段直流母线，#2充电机带II段直流母线，而在并列后，改为#1、#2充电机同时带上I、II段母线，此时，两段母线的充电机的输出电流应该趋于一致，则存在并列前电流值小的会变大、并列前电流值大的变小的过程，此时可以认为两段母线确已并列。若并列后，两台的充电机电流输入均无变化，则认为开关存在假合的情况。

但根据3.1的分析，存在两段母线状态非常一致的情况，此时两段母线并列前后电流变化量较少，此时难以判断并列开关的状态。

3.3通过提供充电机输入来进行判断

根据3.2的分析，进一步构想，若此时通过人为调高某一充电机的输出，能否判断出该次并列是成功的。

在#1充电机及#1蓄电池由运行转为停用时，在并列开关合上后，通过人为调高#2充电机的输出（由浮充模式转为均充模式），若并列开关正常合上，此时#2充电机的输出电流：I=I1+I2+I3+I4，即，#2充电机在为II段母线负荷和#2蓄电池供电的同时，也为I段母线负荷和#1蓄电池供电。

需要注意的是，由于提高了#2充电机输入，则此时#2充电机的输出电压高于#1蓄电池电压，也使得#1蓄电池处于均充状态，此时I3有明显较大的变化。

而此时由于#2充电机的输出大于#1充电机的输入，此时#1充电机由于逆止阀，会处于待机状态，则#1充电机无输出电流。

结论

通过上述分析，在直流母线并列前或分列后，通过提高某一侧的充电机输出，可以通过#1、#2蓄电池的输入电流以及另一充电机的输出电流来判断该次并列或分列操作是否到位，极大地提高了直流系统的操作可靠性，为直流系统的正常运行提供了保障。

参考文献

[1]东莞供电局变电站运行规程[S].

[2]白忠敏，於崇干，刘百震.电力工程直流系统设计手册[M].中国电力出版社，2009.

[3] DL/T 5120-2000，小型电力工程直流系统设计规程[S].endprint