220 kV洼里变电站直流系统的不停电改造

杜时光，王长青

（1.大连市旅顺电力电子设备有限公司，辽宁 大连 116000；2.国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，辽宁 大连 116000）

0 引 言

直流系统主要用于为控制、操作、继电保护、自动装置、信号和远程操作提供电源，其可靠性对变电站安全运行起着至关重要的作用，应保证在任何事故情况下都能可靠和不间断地向用电设备供电。因此，要适时对老化严重的直流系统进行改造，以提高设备运行的稳定性，节约日常运行维护的人力和物力资源。

1 220 kV洼里变直流系统现状

洼里220 kV变电站是京津唐220 kV电网的一个重要枢纽变电站和重要组成部分，在唐山220 kV系统中占有重要位置。2003年投运至今，设备运行已处于老化期，充电机故障频发，直流系统馈线空开已满，无法接入新馈线回路，不能满足变电站的扩建和设备的新增要求。又因该站部分采用了双母线接线方式，如果发生事故，后果非常严重。因此，为保障提供稳定可靠的直流电源，需对该站直流系统进行更换改造。

2 220 kV洼里变直流系统改造实施方案和过程

2.1 改造规模

直流系统改造：安装充电机屏3面、负荷馈出屏4面（负荷馈出和电源母联合一），拆除充电屏2面、旧屏6面、直流联络屏1面（直流负荷馈出屏在原址就位，充电屏在其他位置就位）。

改造前直流系统：两充电两馈线配置，即充电机2台，直流负荷屏2面，直流联络屏1面，2组蓄电池，两段母线分段运行。

改造后直流系统：三充两馈线配置，即充电机3台，直流负荷屏6面（含母联络），2组蓄电池，两段母线分段运行，并能自动切换[1]。

新旧系统相比具有以下特点。（1）馈线支路扩容：直流馈线各支路空开由原来分布在2面屏上，现分布为6面屏，可以提供充足的馈线回路，能够满足将来变电站的扩建和设备新增的要求；（2）系统运行更加可靠：充电机由原来2台变成3台，备用充电机（空载或热备份）可在两段母线之间切换，任一工作充电装置退出运行时，可以手动投入备用充电机，提高了母线运行的可靠性。

2.2 不停电改造方案分析

既要对老化的直流系统进行增容改造，又不能让变电站停电，还要保证正常稳定运行。为了兼顾三者，采用“变电站不停电对直流系统进行改造方案”，实施具有可行性和易操作性。

2.3 不间断改造方案实施步骤

公司采取新、旧直流电源并列的方式，在确保不停电的条件下，将各支路负荷逐次在新老系统间进行转换，最终完成所有负荷由新直流馈线屏供电。

第一阶段，主要任务是拆除直流分电屏左侧，在此安装新充电机并进行调试，步骤如下：

（1）将直流分电屏左侧可拆出的旧屏拆除；

（2）安装充电屏3套和负荷馈出屏1面（以下称临时过渡屏），并调试好；

（3）将原直流屏的联络开关合上，退出1组电池组；

（4）将1组电池组接至临时过渡屏，并调试好。

第二阶段，主要任务是进行过渡负荷，将所有的直流馈出电缆逐路从老直流屏上过渡到临时过渡屏上。

（1）洼里变电所的馈出母线分Ⅰ段母线和Ⅱ段母线，在过渡过程中要区分对待，切换过程中要注意区别。

（2）过渡过程中，可以依据直流馈出负荷的回路数和重要性区别对待。对于保护用的直流电源，由相关班组人员到现场调查确认。从#1直流屏和#2直流屏各馈出一路直流保护屏小母线。保护屏小母线由两路直流电源供电，可以以一路供电另一路临时中断进行过渡的方式将两路轮流过渡完毕，而不影响保护小母线用直流。如有保护用直流馈出电缆仅有一路供电，这部分保护用直流，需由继电人员采取从保护屏小母线并接线或采取其他临时接线方式进行供电，从而允许直流端过渡[2]。首先需要过渡连接分电屏的12条回路。第一，将110 kV分电屏的两个联络开关合上，主变分电屏的两个联络开关合上，220 kV分电屏的两个联络开关合上。第二，将连接在1段母线的去分电屏开关逐一断开，共计6路。第三，逐一拆掉电缆，接至临时过渡屏上。第四，注意极性，确认无误后做好标识，将临时过渡屏上开关合上。第五，将连接在2段母线的去分电屏开关逐一断开，共计6路。第六，逐一拆掉电缆，将电缆包裹结实标记好回路名称、极性，放置电缆夹层中。

（3）远动电源、储能电源、通信光缆、UPS电源以及信号电源等其他用直流电源，申请短时中断直流供电进行过渡。

（4）在上述所有回路电缆的过渡过程中，每一回路电缆过渡前均需要和相应专业的人员核实好回路名称、极性，并做好标记，共同确认可以过渡后再进行过渡。每过渡一路应由相应专业人员验收一路，以确保直流系统的安全可靠运行。过渡完毕后，要画出临时直流馈出的示意图。

第三阶段，主要任务是拆除旧屏安装新屏并进行调试。先拆除老直流设备，再安装新直流设备，对新直流设备进行调试，并具备运行条件。

第四阶段，主要任务是将负荷过渡到最终位置。进行第二次过渡，将接于临时馈出盘的馈出回路过渡回新直流屏。此阶段为第二阶段的逆过程，方法和要求同第二阶段。

第五阶段，直流设备验收及直流设备与上微机之间的通信。

2.4 改造实施要点分析

直流改造工程难度大、风险系数高，在不停电情况下进行改造，势必会增加其危险性。为确保改造过程中直流母线和直流负荷不停电且运行稳定，须做好关键点管控和安全技术措施。

2.4.1 关键点管控

（1）各相关专业要提出所需直流负荷大小，并请设计院按照各专业所需直流负荷和新直流屏上空开容量，核实直流空开上下级配合是否满足运行要求。

（2）洼里变原#1、原#2直流屏共馈出26个馈出回路计26对馈出电缆，请相关专业核对确认哪些回路是双电源，哪些回路是可以临时中断供电进行过渡，是否还需要增加回路数。

（3）开工前，运行人员应和工作负责人共同检查直流系统绝缘状况。首先，进行+/E、-/E选择测量，了解变电所绝缘强度情况。其次，进行人为接地试验（按接地试验按钮），应正确动作，要有音响报警和光字牌显示，以确保绝缘监察装置处于良好的状态，并做好记录。

（4）更换#1、#2直流负荷馈出屏时，各相关专业应各负其责。在拆除原各回路配出线前，继电等相关专业和运行人员应配合直流作业人员认真核对，并做好标记后拆除。两次过渡中，各相关专业需负责验收自己的馈出支路，待新馈出屏安装完毕后，在开关前做明显的可靠标识。

2.4.2 安全技术措施

（1）安装、拆除直流屏、充电机时，必须要在断电的情况下进行。

（2）拆除充电机，首先将交流屏上的充电机电源开关切除，并用万用表确认充电机屏内无电后，方能认为交流已切断，并在交流屏上的充电机电源开关把手上悬挂“有人工作，禁止合闸”标示牌。

（3）拆除原直流馈出支路前，一定要准确记录原支路名称，标识要清楚、结实，防止拆线过程中脱落。

（4）备用电池组要处于满容量状态，电池端子要紧固良好，不准有松动现象[3]。

（5）在充电装置、直流屏、电池组各挂“在此工作”牌一个。

（6）不得触及邻近交流屏和保护屏。

（7）作好自我防护和相互保护，严禁违章操作，防止低压感电[3]。

（8）施工中应避免直流短路、直流接地、直流断路（经批准的允许短时中断直流除外）。

（9）拆除原柜内任何接线前，要将没有标记的配出线和信号线等接线做上标记，对原无标记的接线要反复核对，确保准确无误。

（10）撤除原柜前，要确认无任何接线连接于原柜，要注意不得碰触临近盘柜，不要碰乱拆除待接的接线，防止低压感电。

（11）通电调试前，工作负责人检查各连接线是否正确、符合要求，并检查屏内所有连接处连接是否稳固可靠。

3 结 论

220 kV洼里变电站直流系统经过此次不停电改造，无论是充电装置还是母线接线方式，结构更加简单。新的直流系统有助于工作人员迅速判断故障点，及时处理异常情况，节省时间，同时大大提高了整个直流系统的供电可靠性。220 kV洼里变电站已在实际改造中成功应用，其安全、合理、经济、先进可行的改造，为今后变电所的直流系统改造提供了宝贵经验。