陆萍娟

摘 要：在变电站系统运行过程中，220 kV变电站直流系统为整个变电站提供直流动力，以保障变电站系统的正常运作。现在，220 kV变电站直流系统使用的多为浮充式供电方式，对它进行改造时，主要是从蓄电池的配置、直流线路的布局、线路保护装置等方面着手。通过对这些方面进行分析，对220 kV变电站直流系统的改造提出具体的建议，使直流系统更为可靠、稳定。

关键词：220 kV变电站；直流系统；线路连接；改造

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0032-02

在发电厂和变压器装置中，常配置由蓄电池组、充电设备和直流馈线等组成的直流电源系统，以满足变压器中的辅助装置用电需求，例如控制电路、通信电路和事故照明等装置，此外还可用于一些电路的直流电源使用。所以，变电站中直流系统的设计和实施决定着直流供电的稳定性，进而影响到变电站的正常运作。

目前，使用的220 kV直流供电系统常用的是浮充式供电方式，即在整流器和蓄电池的协同作用下对系统进行供电。其工作原理是整流器对变压器中的交流电进行整合，以供直流系统进行供电，蓄电池处于充电状态以备用——当系统中发生冲击直流载荷或是交流电源出现问题无法供电时，便启用蓄电池进行供电。因此，浮充式电源系统在充分考虑电网发生故障时的供电方案的情况下，可实现对变压器的稳定性供电。

1 220 kV直流供电系统的基本设备

1.1 蓄电池组

蓄电池系统是220 kV直流供电系统的主要供电设备，其主要供电原理是将吸收得到的电能以化学能的形式进行存贮，并在需要时将化学能转为电能进行使用，所以，它一直作为直流电源使用。如果将多个单蓄电池联合使用，即形成了蓄电池组，常用作变电站系统的直流电源。电网的运行状态对蓄电池组的使用无影响，因而其可满足故障环境下的用电需求。

1.2 220 kV直流供电系统的线路连接

220 kV直流供电系统的线路主要有主控室内线路、外部配电设备的线路、故障照明系统线路等。将主控室内的线路中引出的小母线是用以连接、控制信号的传输、警示信号的电源线，被安装在不同的控制屏顶上。为了减少检修工作，小母线需根据安装的电屏进行分组，并使用电缆连接。在外部配电设备中，断路器合闸线圈的供电是直流系统功能之一，它使用电缆将电源及其他断路器端子进行连接，端子箱间的电缆即为断路器合闸电源的母线。故障照明电路也是直流系统的重要功能之一，其电源安装于控制室内的故障照明自动切换设备上。它使用单回路供电，在正常情况下是由220 V交流电对其供电；当故障问题交流电中断供应时，由蓄电池代为提供直流电源，直到恢复交流电为止。

2 220 kV直流供电系统的改造措施

2.1 直流母线的线路布局

在相关规定的要求下，变电站系统的接线方式有单母线、单母线分段和双母线形式。为了提高220 kV直流供电系统的性能，选择单母线分段接线。馈线经多个母线供电，并在每段母线中接上蓄电池组和充电设备，代替拓展性和可靠性能较差的单母线接线形式，并且在直流电屏中也方便线路布局。在某段母线出现故障时，在继电保护装置的协助下，分段断路器会自动跳闸，隔离出故障源，确保其他正常母线不受干扰。

2.2 直流系统馈电网络的优化举措

在有关规定的制约下，变压器中的高压线路和保护元件均为双重结构，在进行优化时，需兼顾到这些双重结构的使用，按需更改直流馈线网路布局。现阶段采用的辐射式供电方式，其使用单独馈线方式向220 kV变压器进行直流供电，负载过重，分段设计不合理，不符合N-1准则要求，所以可以通过环网供电模式加以改进，使用两套各自独立的直流供电电源，从两段分母线引出直流分屏，将控制直流母线分成两段利用。

2.3 蓄电池组相关改造

在220 kV变压器直流系统中，蓄电池组是最关键的设备之一。在对蓄电池进行改造时，需从选型和其配置上着手。在选型上，应尽量选择以阀控式的密封铅酸蓄电池为代表的新型蓄电池，让其代替传统放酸式蓄电池，选择它是因为其体积小、结构紧凑，对环境造成的污染小。另外，在进行蓄电池改造时，需依据变电站的直流载荷值确定蓄电池组的容量，以保证发生故障时有充足的供电时间。除了蓄电池本身的改进外，还可以对其他辅助型设备进行调整，最常见的是使用高频开关充电设备对蓄电池的充放电行为进行控制，并与软件系统协同工作。这样做对降低直流系统的能源消耗和供电过程中产生的噪声等有显著效果，同时还可提高系统的工作效率，提高其可靠性。

2.4 升级保护装置

在220 kV变电站直流系统中，可通过使用专用的直流断路器装置保护整个系统的稳定运行，以实现保护装置的升级和改造。因为专用的直流断路器比传统的直流熔断器执行动作快，并兼有过流和限流作用，对变压器有更强的保护作用。

2.5 录播设备的使用

在220 kV变电站的直流系统中，直流和交流系统交替使用，受交流信号的干扰，极易发生电压上下波动情况，进而影响直流供电系统的可靠性、稳定性。所以，为降低交流信号对直流系统的干扰，快捷、有效地找出故障源，在进行改进时，需在直流系统中增加具有录波功能的设备。

除上述方法外，还可考虑安装智能型高频开关装置、使用交流不间断电源优化系统、采用两个UPS对变压器供电等方法，实现对220 kV变电站直流系统的改造。

3 结束语

220 kV变电站直流系统是变电站系统中重要的组成部分，是各用电设备的直流电源保障。220 kV变电站直流系统的改造工程是一项复杂且全面化的项目，需要根据实际条件的允许，以蓄电池组的改造为主要措施，将对其起辅助作用的直流线路、保护装置等进行改进，从而使得整个变电站直流系统更稳定、更完善地运作，提高变电站的供电水平。

参考文献

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[2]农向桥.220 kV变电站直流系统设计中存在的问题分析[J].中国城市经济，2011（03）.

[3]詹琦，林侠，夏传帮.变电站直流系统智能监测管理系统构想[J].机电信息，2010（06）.

[4]陈芳，芦兴，胡伟. 浅议变电站直流系统运行维护的现状和对策[J].中国电力教育，2009（S2）.

〔编辑：白洁〕

Discuss about the Renovation of 220 kV Substation dc System

Lu Pingjuan

Abstract： In the process of substation system， 220 kV substation dc system for the whole substation dc power， ensure the normal operation of the transformer substation system. Now， more than 220 kV substation dc system used for floating type power supply mode， to modify it， mainly from the configuration of the battery， the layout of the dc line， line protection device and other aspects. Through the analysis of these aspects， the renovation of 220 kV substation dc system put forward concrete Suggestions， make the dc system is more reliable and stable.

Key words： 220 kV substation； dc system； wiring； transform