下面是范文網小編整理的變電站直流系統(tǒng)自查報告6篇 水電站自檢自查報告，供大家賞析。
變電站直流系統(tǒng)自查報告1
220kv變電站直流系統(tǒng)講義一：220kv變電站直流母線基本要求：
1、2006年全公司無人值班改造即將啟動，了解直流母線改造方案可幫助大家更好的對大修工作進行監(jiān)督和驗收，防止在各個環(huán)節(jié)出現不符合要求的問題出現，必須按照省公司技術方案進行。 2．
蓄電池組、充電機和直流母線
設立兩組蓄電池，每組蓄電池容量均按單組電池可為整個變電站直流系統(tǒng)供電考慮。 設兩個工作整流裝置和一個備用整流裝置，供充電及浮充之用，備用整流裝置可在任一臺工作整流裝置故障退出工作時，切換替代其工作。
直流屏上設兩段直流母線，兩段直流母線之間有分段開關。正常情況下，兩段直流母線分列運行，兩組蓄電池和兩個整流裝置分別接于一段直流母線上。具有電磁合閘機構斷路器的變電站，直流屏上還應設置兩段合閘母線。
220kV系統(tǒng)設兩面直流分電屏。分電屏Ⅰ內設1組控制小母線（KMⅠ）、1組保護小母線（BMⅠ）；分電屏Ⅱ內設1組控制小母線（KMⅡ）、1組保護小母線（BMⅡ）。 110kV系統(tǒng)設1面直流分電屏，屏內設1組控制小母線（KM）、1組保護小母線（BM）。 10kV/35kV系統(tǒng)的繼電保護屏集中安裝在控制室或保護小間的情況下，在控制室或保護小間設1面直流分電屏。
信號系統(tǒng)用電源從直流饋線屏獨立引出。
中央信號系統(tǒng)的事故信號系統(tǒng)、預告信號系統(tǒng)直流電源分開設置
每組信號系統(tǒng)直流電源經獨立的兩組饋線、可由兩組直流系統(tǒng)的兩段直流母線任意一段供電。
斷路器控制回路斷線信號、事故信號系統(tǒng)失電信號接入預告信號系統(tǒng)；預告信號系統(tǒng)失電信號接入控制系統(tǒng)的有關監(jiān)視回路。
事故音響小母線的各分路啟動電源應取自事故信號系統(tǒng)電源；預告信號小母線的各分路啟動電源應取自預告信號系統(tǒng)電源。
公用測控、網絡柜、遠動柜、保護故障信息管理柜、調度數據網和UPS的直流電源從直流饋線屏直接饋出。
二、直流系統(tǒng)現狀：
2005年，國電公司在總計6217套直流充電裝置中，高頻開關電源型充電裝置3476套，占%。相控性2631套，占%，磁放大型110套，占%。在總計6897套蓄電池中閥控型5536組占%，防酸型710組占%，隔鎳621組占9%。
據統(tǒng)計，2002年至2004年110-500Kv站用直流系統(tǒng)故障共14次，全部是直流電源系統(tǒng)自身故障，110站12次，占%，220站2次站%。14次故障中，蓄電池故障5次，占%，其中由于充電裝的監(jiān)控模塊損壞，長時間過充電造成整組蓄電池全部鼓肚損壞一次；
蓄電池爆炸起火，造成全站直流失壓在220和110變電站各一次；蓄電池極柱燒毀一次；蓄電池內部短路，造成全站直流失壓一次。充電裝置故障9次，占%，其中硅整流裝置燒壞，造成全站直流失壓一次；直流回路短路越級到總保險熔斷，造成全站直流失壓一次；直流回路熔斷器與空氣短路器混用且級差不配合，在直流回路發(fā)生短路時，支路空氣斷路器未動作，越級到蓄電池總保險熔斷一次；充電裝置控制插件等6次。
直流系統(tǒng)缺陷主要原因有：一是高頻開關模塊缺陷率高，影響設備運行。二是蓄電池缺陷嚴重，包括電池開路、容量崩潰、端電壓低、漏液等。三是監(jiān)控裝置缺陷頻繁，包括控制失靈、控制精度差等，嚴重影響蓄電池質量和壽命。四是充電裝置自身缺陷多，包括硅整流損壞造成直流失壓、閥控蓄電池配相控充電機其穩(wěn)壓穩(wěn)流精度滿足不了要求、充電裝置死機、防雷抗干擾能力差、降壓單元或其它元件損壞等。五是絕緣檢查裝置運行可靠性差，包括死機、選線不正確、報警失靈、裝置損壞等。三：直流母線接線方式：
1、直流系統(tǒng)運行一般規(guī)定：
(1)、220Kv變電站一般采用單母線分段接線方式，110Kv變電站一般采用單母線接線方式。直流成環(huán)回路兩個供電開關只允許合一個，因為母聯(lián)開關在斷開時，若兩個開關全在合位就充當母聯(lián)開關，其開關容量小，線型面積小，又不符合分段運行的規(guī)定。直流成環(huán)回路分段開關的物理位置要清楚，需要成環(huán)時應先合上母聯(lián)開關再斷開直流屏上的另一個饋線開關。
(2)、每段直流饋線母線不能沒有蓄電池供電。(3)、充電機不能并列運行。
(4)、正常情況下，母聯(lián)開關應在斷開位置。(5)、絕緣檢查裝置、電壓檢查裝置始終在運行狀態(tài)。(6)、投入充電機時先從交流再到直流。停電時順序相反。
（7）、母線并列時首先斷開一臺充電機，投入母聯(lián)開關，在斷開檢修蓄電池。（8）、母線由并列轉入分段時首先合上檢修蓄電池，斷開母聯(lián)開關，再投入充電機。
2、直流母線接線方式舉例1（王段）：
（1）、本接線方式絕緣檢查裝置、電壓檢查裝置、閃光裝置各兩套。
（2）、正常運行方式：1#充電機經QK1供直流母線代蓄電池1運行，直流母線經QK2和降壓硅堆供1段直流饋線母線運行（同理2#充電機），QK
5、QK6在斷開位置。此接線方式屬于負調壓。
（3）、1#充電機短時間檢修：斷開QK1，蓄電池1處于放電狀態(tài)。送電時合上QK1。（4）、1#充電機長時間檢修：斷開QK1，合上QK5或QK6；送電時斷開QK5和QK6，合上QK1。
（5）、蓄電池1檢修：斷開QK1，合上QK5或QK6，斷開蓄電池1保險。合上開蓄電池1保險，斷開QK5和QK6，合上QK1。
（6）、單獨對蓄電池1進行充放電試驗：斷開QK1，合上QK6，斷開QK2，蓄電池按照規(guī)定電流放電，放電完畢由充電機自動充電至浮充狀態(tài)。實驗完畢后恢復正常運行方式：斷開QK1（此時正在充電方式），合上QK2，斷開QK6，合上QK1。
3、直流母線接線方式舉例2（南宮）：
提示：圖中從左到右四個硅堆分別為：DN
5、DN
7、DN
8、DN9。
（1）、正常時Q
7、Q
8、Q
11、Q
12、Q13在斷開位置。
（2）、1#充電機短時間檢修：斷開Q
3、Q1，Q7應在斷開位置，1#蓄電池組處于放電狀態(tài)。恢復時合上Q
1、Q3。
（3）、1#充電機長時間檢修：斷開Q
3、Q1，Q7應在斷開位置，合上Q
12、Q13（或Q11）。恢復時斷開Q
12、Q13（或Q11），合上Q
1、Q3。
（4）、蓄電池1檢修：斷開Q
3、Q1，Q7應在斷開位置，合上Q
12、Q13（或Q11），斷開Q5?；謴蜁r合上Q5，斷開Q
12、Q13（或Q11），合上Q
1、Q3。
（5）、單獨對蓄電池1進行充放電試驗：斷開Q
3、Q1，Q7應在斷開位置，合上Q
12、Q13（或Q11），斷開Q5，合上Q
1、Q7?；謴蜁r合上Q5，斷開Q
12、Q13（或Q11），合上Q
1、Q3。斷開Q7。
（6）、正常情況下DN
5、DN
6、Q9加DN
8、Q10加DN7保證直流饋線正母線不失電。（7）、正常情況下Q
12、Q13作為母聯(lián)開關，Q11作為備用母聯(lián)開關，Q12也可以作為Q
9、Q10的備用。
4、直流母線接線方式舉例3（金店）：
（1）、正常運行中，ZK
7、ZK8在斷開位置，ZK6在合位（因為二極管的隔離作用，理論上認為母線是分段的）
（2）、ZK
1、ZK2在母線位置，ZK5在斷開位置，ZK
3、ZK3在合位。（3）、1#充電機檢修：斷開ZK1。（4）、1#蓄電池檢修：斷開ZK
1、ZK3。
（5）、單獨對蓄電池1進行充放電試驗：ZK1在電池位置，斷開ZK3。
5、直流母線接線方式舉例3（隆堯）：
（1）、ZK
3、ZK4是兩個會為備用的母聯(lián)開關。
（2）、3#機可對1#電池單獨充放電，2#電池則不能。
四、蓄電池運行狀態(tài)及注意事項
（1）、蓄電池組正常運行再浮充狀態(tài)，電池虧電或在廠家規(guī)定的周期進行均充。（2）、蓄電池浮充電壓25℃時伏，均充伏。
（3）、充電機運行在自動程序中，但必須監(jiān)視蓄電池的單體電壓、外觀（爬堿、鼓肚），控制蓄電池室溫度（25℃）。
（4）、蓄電池保險熔斷發(fā)出信號后，應將母聯(lián)開管立即合上（此時充電機短時并列），然后斷開為本蓄電池組充電的充電機，然后對電池檢查。（5）、雖然有蓄電池巡檢裝置，但每天要測量單體電壓。（6）、蓄電池短路會出現電壓下降，甚至出現零值瓶。
（7）、蓄電池斷路時其端電壓高于正常值，電壓值視斷路程度而不同。（8）、蓄電池過充危害較大，鼓肚爆炸。（9）、極柱接觸不良易燒斷。
五、充電機運行狀態(tài)及注意事項
（1）、直流系統(tǒng)主回路開關應當在正常位置，各站有所不同。（2）、所有監(jiān)控器應在開啟狀態(tài)。
（3）、主輔硅鏈正常在自動狀態(tài)，當其不能滿足直流母線要求時可將其置于合適的手動擋位，雙硅鏈只調整一個即可。
（4）、微機監(jiān)控器內有一套絕緣檢查裝置，但不能選線，每段母線各有一套絕緣檢查裝置可選線，大部分站每段母線各有一套絕緣檢查繼電器但不可選線。
（5）、隆堯站絕緣檢查開關0位時微機監(jiān)控器內絕緣檢查裝置起作用，每段母線絕緣檢查裝置起作用。1位1#絕緣檢查裝置起作用。2位微機監(jiān)控器內絕緣檢查裝置不起作用。3位2#絕緣檢查裝置起作用。絕緣檢查繼電器永遠起作用。（6）、充電機受溫度影響，518產品尤其突出。
（7）、監(jiān)控器有時誤報信息，可短時關掉其電源，但不能頻繁關停機，否則易燒顯示屏。（8）、每段直流饋線母線保證一個備用模塊。
六、直流系統(tǒng)接地查找
1、直流系統(tǒng)接地查找一般原則
（1）、“直流接地”信號發(fā)出后，可通過直流屏監(jiān)控器和絕緣檢查裝置找出接地支路號及接地狀態(tài)，支路號的排列大都是按直流饋線屏饋線開關從上至下或從左到右的順序，絕緣檢查裝置還可以顯示接地電阻（接地電阻小于15-20千歐時報警），判斷接地程度，可通過絕緣檢查開關判斷正對地、負對地電壓，判斷接地程度。有時絕緣檢查裝置判斷不出支路只報“直流母線接地”，此時有可能直流母線接地，也可能是支路接地。
（2）、直流接地信號發(fā)出后，必須停止二次回路上的工作，值班員應詳細詢問情況，及時糾正修試人員的不規(guī)范行為。
（3）、利用萬用表測量正對地、負對地電壓，核對絕緣檢查裝置的準確性。萬用表必須是高內阻的，2000歐/伏，否則會造成另一點接地。（4）、試拉變電站事故照明回路。（5）、試拉檢修間直流電源回路。（6）、試拉380伏配電直流電源回路。（7）、試拉通訊遠動電源回路。（8）、解列蓄電池。（9）、解列充電機。
（10）、1段母線負荷倒至2段母線，判斷1段母線是否接地。（11）、使用接地查找儀對控制、保護、信號回路逐一查找。
2、查找接地舉例1（金店）
（1）、本站事故照明正常有交流供電，G
1、G
2、G3合位 （2）、交流失電后啟動2C、3C繼電器事故照明回路有直流供電。（3）、斷開110保護小間。（4）、斷開220保護小間。（5）、斷開G3。（6）斷開G2。
（7）斷開直流饋線屏事故照明開關。
（8）、直流接地查找必須清楚回路，從末級斷電逐級排除判斷。
3、查找接地舉例2（金店110直流儲能回路）
（1）、ZK
1、ZK2在合位。
（2）、整個回路的解環(huán)開關在斷開位置。
（3）、逐個斷開開關的直流儲能開關，判斷端子箱到機構箱的回路是否正常。（4）、上述無問題后，從分段開關向前逐個斷開主回路開關判斷主回路是否正常。
七、直流設備驗收注意事項
（1）、值班員驗收不細留下責任不好處理。（2）、索取竣工圖紙。（3）、索取裝置說明書。（4）、索取專用工具、備品備件。
（5）、蓄電池編號是否正確，螺絲是否緊固，防止松動造成放電放不出來，釀成更大的事故。（6）、就地光子牌及監(jiān)控器聲光報警是否正常。各種故障信號應當模擬發(fā)信號，并傳到后臺
機。
（7）、直流接地信號要一一核對，防止所報支路號與實際不符。
八、名詞解釋
直流母線：直流電源屏內的正、負極主母線。
合閘母線：直流電源屏內供斷路器電磁合閘機構等動力負荷的直流母線。直流分電屏：為實現分類供電而在各類直流負荷中心設置的直流供電屏。直流小母線：直流屏以外的，如控制或保護屏頂、直流分電屏內的各類直流母線。直流饋線屏：由直流母線向直流小母線和直流分電屏供電的過渡屏體。直流饋線：直流饋線屏至直流小母線和直流分電屏的直流電源電纜。
核對性放電：在正常運行中的蓄電池，為了檢驗其實際容量，將蓄電池組脫離運行，以規(guī)定的放電電流進行恒流放電，只要其中一個單體蓄電池放到了規(guī)定的終止電壓，應停止放電。浮充：充電機以恒壓對蓄電池進行自放電的補充，又對變電站正常直流負荷進行供電，充電機瞬時放電能力差。
均充：充電機以蓄電池廠家規(guī)定的時間（3個月）、規(guī)定的電壓（）對蓄電池進行穩(wěn)壓充電，拉動“打盹”的電池，均充完畢轉為浮充。
定充：老式相控充電機、磁飽和充電機沒有自動識別蓄電池狀態(tài)的能力，只有用人工的方法，以適當的電流對電池充電（電流恒定、電壓變化，/12A），電壓達到規(guī)定值后停止定充。
變電站直流系統(tǒng)自查報告2
變電站直流系統(tǒng)設計
變電站中為控制、信號、保護、自動裝置以及某些執(zhí)行機構等供電的直流電源系統(tǒng)，通常稱為直流控制電源。為微機、載波、消防等設備供電的交流電源系統(tǒng)，通常稱為交流不停電電源。為交換機、遠動等通信設備供電的直流電源系統(tǒng)，則稱為通信電源。
在變電站中廣泛采用的直流控制電源是由蓄電池組和充電裝置等設備構成，是一種在正常和事故狀態(tài)下都能保持可靠供電的直流不停電電源系統(tǒng)。交流控制電源通常是采用由蓄電池組、充電裝置和逆變裝置構成的交流不停電電源系統(tǒng)，即UPS。通信電源是由模塊化的通信專用DC／DC變換器，它是從站內直流控制電源系統(tǒng)的蓄電池組取得直流電，經高頻變換輸出滿足通信設備要求的48 V控制電源。
從90年代開始的變電站綜合自動化技術的推廣應用，對直流系統(tǒng)提出了更高的技術要求。近年來直流系統(tǒng)的技術和設備發(fā)展迅速，閥控鉛酸蓄電池、智能型高頻開關充電裝置等，具有安全可靠、技術先進和性能優(yōu)越等特點，促進了直流系統(tǒng)的發(fā)展。
以下就變電站設計中對直流系統(tǒng)設計有直接影響的因素和變電站直流系統(tǒng)設計方案的選擇進行探討。本文便是以220KV變電站為例設計的變電站直流系統(tǒng)設計。
變電站直流系統(tǒng)功能及重要性
為供給繼電保護、控制、信號、計算機控制、事故照明、交流不間斷電源等直流負荷供電，220～500 kV變電站應裝設由蓄電池等供電的直流系統(tǒng)。直流系統(tǒng)的供電負荷極為重要，對供電的可靠性要求也較高。直流系統(tǒng)的可靠是保障變電站安全運行的決定性條件之一。
目前，變電站的直流相對比較復雜，電源容量需求比較大，因此直流系統(tǒng)所需要費用亦比較高，少則幾萬，多則幾十萬人民幣，并且由于運行環(huán)境、維護工作等方面的原因，蓄電池組的壽命亦有所限制，難以達到設計壽命，通常壽命在5～8年左右，比設計壽命少約40％以上。若蓄電池質量、運行環(huán)境、日常維護等不當則3～5年蓄電池組容量則急劇下降，難以滿足設備安全生產運行，給變電站的安全生產帶來極大隱患。
直流電源系統(tǒng)在變電站中具有以下重要作用。
(1)變電站的直流電源是全站作為控制、信號、繼電保護的操作電源，也是重要設備的保安電源及事故照明電源。監(jiān)視和維護直流設備的完好性對變電站以及整個電力系統(tǒng)的安全可靠運行十分重要。(2)各類變電站直流電源系統(tǒng)必不可少。對于不同電壓等級的變電站往往設計不同電壓的直流輸出，以滿足設備運行的需要。(3)在變電站中，直流電源系統(tǒng)應滿足各類負荷中雙重化配置的要求。在變電站內由于被控制設備多，提高直流網絡的安全可靠性至關重要。一個變電站的直流控制回路十分龐大，所以網絡是否清晰和具有獨立性亦十分重要。(4)閥控密封式鉛酸蓄電池和高頻開關整流電源(本設計中應用到)在直流系統(tǒng)中的應用可提高直流電源系統(tǒng)的安全可靠性，降低直流系統(tǒng)設計的復雜性，并減小了維護的工作量。
2 直流系統(tǒng)接線
隨著科學技術的不斷發(fā)展，直流系統(tǒng)的接線方式、采用的設備也在逐年的改進和更新。在滿足供電可靠的前提下，直流系統(tǒng)的接線應盡可能的簡單、運行靈活、經濟合理。
直流系統(tǒng)的接線方案具體要求：
(1)在滿足供電可靠的前提下，接線盡可能簡單，設備盡可能簡化；(2)直流系統(tǒng)中選用的設備應是先進、可靠、經濟合理；(3)選用的設備其維護工作量盡可能小；(4)供電范圍明確以及操作方便。要保障直流系統(tǒng)可靠地運行，首先必須有一個可靠的直流系統(tǒng)接線方案。其中包括直流母線的接線、直流電源的配置和直流供電網絡的構成。其次，要合理地選擇直流系統(tǒng)中采用的設備，包括蓄電池、充電和浮充電設備、開關設備、保護設備、動力和控制電纜等。 直流母線接線
220～500 kV變電站常用的直流母線接線方式有單母線分段和雙母線兩種。
（1）單母線分段接線的特點：①每回路只需一組母線開關，設備少，投資小, 接線簡單、清晰，直流屏內布線方便；②能方便的形成兩個互不聯(lián)系的直流系統(tǒng)，有益于提高直流系統(tǒng)的可靠性。
2.雙母線接線的特點：①每回路設有兩組母線刀開關（或一組切換式刀開關），可任意接到一組母線上；②供電可靠性較高，但投資較大。単母分段接線如圖1所示。
綜上所述，雙母線接線比單母線分段接線，母線刀開關用量大，直流屏內設備擁擠，布線困難，檢修、維護也不方便。故220KV變電站采用單母線分段接線。 直流系統(tǒng)的電源配置
直流系統(tǒng)中的主要電源是蓄電池組，其次是充電和浮充電設備。變電站中的蓄電池在正常情況下以浮充電方式運行，直流負荷實際上由浮充電設備供電，蓄電池處于浮充電狀態(tài)。合理的配置蓄電池及充電浮充電設備有利于提高直流系統(tǒng)的可靠性。
220V和110V直流系統(tǒng)應采用蓄電池組;48V及以下直流系統(tǒng)可采用蓄電池組,也可采用由220V或110V蓄電池組供電的電力直流電源變換器(DC/DC變換器)。直流系統(tǒng)為單母線分段接線時，蓄電池組及充電裝置的連接方式如下:（1）一組蓄電池一套充電裝置時，二者應接入不同的母線段；
（2）一組蓄電池兩套充電裝置時，兩套充電裝置應接入不同的母線段，蓄電池組應跨接在兩段母線上；
（3）兩組蓄電池兩套充電裝置時，每組蓄電池及其充電裝置應接入不同的母線段；（4）兩組蓄電池三套充電裝置時，每組蓄電池及其充電裝置應接入不同的母線段，第三套充電裝置應經切換電器可對兩組蓄電池進行充電。 直流饋線網絡
直流饋線網絡有兩種供電方式: 輻射供電和環(huán)形供電。
為簡化設備，220KV變電站直流系統(tǒng)一般采用環(huán)形供電網絡，即直流動力負荷和控制負荷都采用環(huán)形供電網絡。在變電站內設動力和控制小母線，在各直流負荷之間形成環(huán)形供電網絡，每個環(huán)的電源回路接到兩段母線上。若220KV變電站為全戶內式，220 KV及110KV配電裝置均采用氣體絕緣金屬封閉開關設備(GIS)，二次設備置于GIS室內，則直流饋線應分別引至各配電裝置處各自形成環(huán)網。由于GIS二次回路所需直流電源較多，故在設計時應考慮足夠的直流饋線數量。
500KV變電站對直流供電網的可靠性要求更高，結合對控制電源雙重化的要求，一般采用輻射狀供電。為了簡化供電網絡，減少饋線電纜數量，可在靠近配電裝置處設直流分屏，每一分屏由2組蓄電池各用1條饋線供電。
3 直流系統(tǒng)工作電壓
220～500KV變電站的強電直流電壓為220V或110V,弱電直流電壓為48V。強電直流電壓選220V還是110V,應根據變電站的具體情況及通過技術經濟比較，找出影響直流系統(tǒng)額定電壓選擇的主要因素。
以往設計的220KV及以下電壓等級的變電站，大多數為帶電磁操作機構的斷路器，需要直流動力合閘電源，在這種情況下，滿足直流動力回路電壓的要求，降低直流動力電纜的投資，成為影響直流系統(tǒng)額定電壓選擇的主要因素，因此，以往設計的變電站中多數采用了220 V的直流系統(tǒng)。20世紀80年代以來，在220～500KV變電站中，110KV及以上電壓等級的斷路器多采用氣動或液壓操作機構，10KV斷路器采用彈簧操作機構，這樣就不需要直流系統(tǒng)提供動力合閘電源了，因此，滿足直流動力回路電壓的要求和降低直流動力電纜投資，就不再是確定直流系統(tǒng)額定電壓的主要因素。
但是，根據現在220～500KV變電站的發(fā)展及其特點，由于220～500KV變電站占地面積大，被控對象遠，控制回路電纜長，所以滿足控制回路電壓的要求，降低控制電纜的投資就成為確定500KV變電站直流系統(tǒng)額定電壓的主要因素。在相同操作功率下，220V控制電纜中的電流比110V控制電纜中的電流要小一倍，同時也降低了控制電纜中的電壓降，從而也降低了電纜截面的要求，減少了控制電纜的投資。由此可見，對于采用220V的直流系統(tǒng)工作電壓，不僅可以選用較小的電纜截面，降低電纜的投資，還可以節(jié)省有色金屬。故對于本系統(tǒng)220KV變電站采用220V的直流系統(tǒng)工作電壓。4 蓄電池選擇及容量計算 蓄電池是一種儲能裝置，它把電能轉化為化學能儲存起來，又可把儲存的化學能轉化為電能，這種可逆的轉換過程是通過充、放電循環(huán)來完成的，而且可以多次循環(huán)使用，使用方便且有較大的容量。
220KV變電站直流系統(tǒng)蓄電池組數的確定近年來，隨著電力系統(tǒng)對直流電源可靠性要求的進一步提高，雖然直流系統(tǒng)在接線方式、網絡布置及充放電設備性能要求等方面進行了完善和加強，但現行規(guī)定不能滿足目前220KV變電站對提供高可靠性直流電源的要求，對掌握蓄電池工作狀態(tài)及運行、維護不利，在交流失電狀態(tài)下，可能因蓄電池電源瓶頸問題，而擴大事故。
變電站要求具備高可靠性直流電源的原因
（1）現在大部分220KV變電站建設規(guī)模比較大，且為樞紐站。
（2）220KV變電站主保護亦實現雙重化，采用兩套不同原理、不同廠家裝置；斷路器跳閘回路雙重化；且均要求取自不同直流電源。
（3）線路的兩套縱聯(lián)差動保護、主變壓器的主保護和后備保護均分別由獨立的直流熔斷器供電。
（4）所有獨立的保護裝置都必須設有直流電源故障的自動告警回路。
（5）變電站綜合自動化水平提高，監(jiān)控系統(tǒng)高可靠運行要求。2.目前單組蓄電池運行、維護存在的主要問題
（1）事實證明：要掌握蓄電池運行狀態(tài)，做到心中有底、運行可靠，必須進行全容量核對試驗；然而直流系統(tǒng)配置一組蓄電池，給運行維護造成了極大困難。
（2）就對各發(fā)供電單位已運行的各型式蓄電池統(tǒng)計表明，使用壽命一般為7年到10年；且這期間尚需對個別落后電池維護處理才能夠保證整組蓄電池使用年限。對于僅一組蓄電池而言，整個更換期間同樣要承擔風險運行。變電站直流系統(tǒng)配置兩組電池的必要性及優(yōu)點
（1）由于單組蓄電池不能很好的滿足220KV變電站運行可靠性要求，且運行維護困難,故此 220KV變電站直流系統(tǒng)配置兩組蓄電池是必要的。
（2）220KV變電站直流系統(tǒng)配置兩組蓄電池，完全滿足運行要求,采用該系統(tǒng)對增加控制保護設備運行的可靠性有較重要的意義。
（3）220KV變電站配置兩組蓄電池組后，從簡化母線結構、減少設備造價、節(jié)約能源、避免降壓裝置故障開路造成母線失壓，減少了電網事故和更大設備事的發(fā)生，使直流系統(tǒng)進一步簡化、可靠。
因此，根據現在220KV變電站對直流電源可靠性要求進一步提高，及蓄電池運行、維護的需要，并考慮220KV變電站直流系統(tǒng)網絡與蓄電池直流電源可靠性匹配要求，220KV變電站直流系統(tǒng)應配置兩組蓄電池，雖在經濟上多投入，但其運行可靠性卻得到了大幅度提高，且運行方式靈活、維護簡便。 蓄電池的分類
目前，我國投入運行的變電站中，絕大多數都是采用鉛酸蓄電池，也有采用堿性蓄電池。
1.鉛酸蓄電池
鉛酸蓄電鉛酸蓄電池是電力工程中廣泛采用的直流電源裝置。
它具有適用溫度和電流范圍大，存儲性能好，化學能和電能轉換率高，充放電循環(huán)次數多，端電壓高，容量大，而節(jié)省材料,鉛資源豐富、造價較低等一系列優(yōu)點。
鉛酸蓄電池又分為防酸隔爆式、消氫式及閥控式密封鉛酸蓄電池三大類。閥控式密封鉛酸蓄電池與防酸隔爆式和消氫式鉛酸蓄電池相比較有很大的優(yōu)點：閥控式密封鉛酸蓄電池在正常充放電運行狀態(tài)下處于密封狀態(tài)，電解液不泄露，也不排放任何氣體，不需要定期的加水或加酸，維護工作也比較少；防酸隔爆式鉛酸蓄電池是屬于半封閉型的，當在充電運行狀態(tài)下產生的氣體較多時，會使電池室中才能在爆炸的危險，而且需要定期的往電池中加純水及維護；消氫式鉛酸蓄電池也需要定期進行維護與加水，比較麻煩。2.堿性蓄電池
采用的堿性蓄電池主要是鎘鎳蓄電池。
由于單個蓄電池在各種運行狀態(tài)下電壓變化的相對值大于直流母線電壓允許變化的相對值，才引起加裝端電池，用來調節(jié)母線電壓。然而，鎘鎳蓄電池充電末期電壓與放電末期電壓相差比較大，約～倍，為保持直流母線電壓不超過允許的變動范圍，鎘鎳蓄電池組必須采取調壓措施，如:加端電池,在蓄電池組與母線之間加調壓設備。而鉛酸蓄電池的單個蓄電池在各種運行狀態(tài)下電壓變化的相對值小于或等于直流母線電壓允許變化的相對值，也就保持了直流母線電壓在允許的變化范圍之內，故就不需要加裝端電池了。由于鎘鎳蓄電池必須設置調壓措施，與無端電池的鉛酸蓄電池相比，增加了投資和運行維護的復雜性，特別是蓄電池組容量較大時更為突出。
因此，鎘鎳蓄電池與鉛酸蓄電池相比，在相同容量、相同額定電壓下，鎘鎳蓄電池投資較高，隨著容量的增大，投資的差額也增加。這就是影響鎘鎳蓄電池在工程上大量采用的主要原因。
綜上比較，選用鉛酸蓄電池中的閥控式密封鉛酸蓄電池。 閥控式密封鉛酸蓄電池組的電池個數的選擇
1.閥控鉛酸蓄電池一般有初充電,浮充電,和均衡充電三種充電方式。
（1）初充電。新安裝的蓄電池組進行第一次充電,稱為初充電.初充電通常采用定電流,定電壓兩階段充電方式。
（2）浮充電。正常運行時,充電裝置承擔經常負荷電流,同時向蓄電池組補充充電,以補充蓄電池的自放電,是蓄電池以滿負荷的狀態(tài)處于備用。單體閥控電池的浮充電壓為～,通常取，浮充電流一般為(1～3)/Ah。
（3）均衡充電。為補償蓄電池在使用過程中產生的電壓不均勻現象,為使其恢復到規(guī)定的范圍內而進行的充電,稱為均衡充電。閥控電池的均充電壓～,通常取均衡充電電流不大于(1～)I10 Ah。2.電池個數的選擇
蓄電池正常按浮充電方式運行，為保證直流負荷供電質量，考慮供電電纜壓降等因素，將直流母線電壓提高5%Un，蓄電池個數設為N，則
式中 －蓄電池個數；
－直流系統(tǒng)的額定電壓；
－單體蓄電池的浮充電電壓，閥控蓄電池浮充電電壓為～，一般取。3.蓄電池放電終止電壓校驗
在確定蓄電池的個數以后，還應驗算蓄電池在事故放電末期允許的最低端口電壓值 不應低于蓄電池放電終止電壓(～）。根據有關規(guī)定，動力負荷母線允許的最低電壓值不低于%?？紤]直流母線到蓄電池間電纜壓降在事故放電時按1% 計算，因此，對于動力負荷專用蓄電池組，事故放電末期允許的最低端口電壓值
對于控制負荷專用蓄電池組，事故放電末期允許的最低端口電壓
蓄電池容量的計算 1.鉛酸蓄電池的電氣特性（1）鉛酸蓄電池的容量特性
電池的容量是表示蓄電池的蓄電能力。充足電的蓄電池放電到規(guī)定終止電壓（低于該電壓放電將影響電池的壽命）時，其所放出的總電量，稱為電池的容量。若蓄電池以恒定放電電流I(A)放電，放電到容許的終止電壓的時間為t（h），則對應容量C(Ah)為
C=It 反應蓄電池放電到規(guī)定的終止電壓的快慢稱為放電率，放電率用時率（h率）和電流率（I率）表示。
蓄電池的實際容量并不是一個固定不變的常數，它受許多因素的影響，主要有放電率、電解液密度和電解液溫度。電解液溫度高，容量就大；電解液密度大，容量就也大；放電率對容量的影響更大，例如，某一鉛酸蓄電池，當以10A率（10h）進行放電時，到達終止電壓所放出的容量 為100Ah；當以25A率（3h率）進行放電時，到達終止電壓所放出的容量 為75Ah；當以55率（1h率）進行放電時，到達終止電壓所放出的容量 為55Ah?？梢?放電電流大,放電時間短,放出電量少,故電池容量少.這是因為放電電流過大時,極板的有效物質很快就形成了硫酸鉛,它堵塞了極板的細孔,不能有效地進行化學反應,內阻很快增大,端電壓很快降低到終止電壓。
我國電力系統(tǒng)常用溫度在25攝氏度,10h率放出的容量 作為鉛酸蓄電池的額定容量,那么,上述那一鉛酸蓄電池的額定容量就是100Ah。按有關規(guī)定蓄電池的額定容量有: 10,20,40,80,100,150,200,250,300,350,400,500,600,800,1000，2000,3000Ah。蓄電池容量的這種特性用容量系數 表示
式中-任意時率放電的允許放電容量；-蓄電池的額定容量。(2)放電特性.1)持續(xù)放電特性.為了分析電池長期使用之后的損壞程度或充電裝置的交流電源中斷不對電池浮充電時,為核對電池的容量,需要對電池進行放電.閥控電池不同倍率的放電特性曲線如圖1-1所示。
圖1-1 從圖1-1出,蓄電池放電初期1h內的端壓 降低緩慢,放電到2h之后端電壓降低速率明顯增快,之后端壓陡降.端電壓的改變由于電池電動勢的變化和極化作用等因素造成的。一般以放出80%左右的額定容量為宜,目的使正極活性物質中保留較多的 粒子,便于恢復充電過程中作為生長新粒子的結晶中心,以提高充電電流的效率。圖1-1中I10為10h率放電電流,可見 ～ 放電曲線比 ～ 放電初期端壓和中期端壓變化速率變化大,其原因是電池極化作用隨電流增加而變大。
2)沖擊放電特性.沖擊放電特性表示在某一放電終止電壓下,放電初期或1h放電末期允許的沖擊放電電流。沖擊電流一般用沖擊系數表示,沖擊系數表示式 為
式中-沖擊系數；
-沖擊放電電流；-10h率放電電流。
圖1-2 圖1-2中浮充曲線是指電池與充電裝置并聯(lián)運行時,承受短時間沖擊放電電流時蓄電池的端電壓,其中實線為電池未脫離浮充電系統(tǒng)的端電壓,虛線為電池剛脫離浮充電系統(tǒng)的電壓。
圖1-2中持續(xù)放電曲線是指不同放電電流時,立即承受短時間沖擊的電壓變化曲線,沖擊放電曲線的沖擊時間為10～15s.曲線中“0”曲線是電池完全充足電后,脫離充電系統(tǒng),待每個電池電壓下降且穩(wěn)定在～時,進行沖擊放電的電壓變化曲線。
從圖1-2中可以看出,浮充電狀態(tài)下放電端電壓變化較慢,斷開浮充電源立即放電端電壓變化較快,而以 電流持續(xù)放電下沖擊放電電壓變化更快,大放電率沖擊放電端電壓變化最快。
變電站蓄電池個數的選擇及容量計算
某城區(qū)220KV有人值班變電站為集控中心站，主變?yōu)?×240MVA，220KV電氣主接線為雙母線三分段接線，出線10回；110KV電氣主接線為雙母線雙分段接線，出線16回。該變電站繼電器室布置在主控樓二層，設有專用蓄電池室，布置在主控樓一層，二者距離約30ｍ，該所直流負荷統(tǒng)計如下： 經常負荷：8KW 事故照明負荷：3KW UPS不間斷電源：10KW 斷路器合閘：220V,2Ａ 斷路器跳閘：220V，Ａ
(1)直流負荷按功能分，有控制負荷和動力負荷。
控制負荷：電氣和熱工的控制、信號裝置、自動裝置以及儀表等負荷；
動力負荷：各類直流電動機、斷路器操動機構的合閘機構、交流不停電電源裝置和事故照明等負荷。
(2)該所直流負荷統(tǒng)計表如下：
序號 負荷名稱 計算容量 KW 計算電流A 經常電流A 事故放電時間電流A 隨機或事故末期
初期 0－1min 1-60min 1 經常負荷 8 2 事故照明負荷 3 3 UPS不間斷電源 10 4 斷路器合閘
2 5 斷路器跳閘
6 電流統(tǒng)計（A）
= = =
7 容量統(tǒng)計（A）
8 容量累計（Ah）
= 解：1）=×220/=103
為保證蓄電池供電的可靠性，故選N=103+1=104個單體電池。
2）假設該蓄電池組僅帶控制負荷，事故放電末期允許的最低端口電壓
=×220/104=
只要對控制負荷專用蓄電池組最低端口電壓滿足要求，對于動力負荷專用蓄電池組的最低端口也滿足要求，因為動力負荷的 ,即其電壓系數比較大。
由于蓄電池在事故放電允許的最低端口電壓 不應于蓄電池放電終止電壓（～），即 大于或等于。又＞，滿足大于蓄電池終止放電電壓的要求。
3）由事故持續(xù)放電1h及放電最低電壓查圖，可得容量系數 =，是以額定容量 為基準的放電容量的標么值,即。故蓄電池的容量為
式中： －蓄電池10h放電率計算容量，Ah；
－可靠系數，??；
－事故全停狀態(tài)下持續(xù)放電時間x（h）的放電容量；
－容量系數。
=×/=
所以，選擇蓄電池的額定容量 =250Ah。4）電壓校驗
① 首先校驗事故放電初期(1min)承受沖擊放電電流時，蓄電池所保持的電壓。
－事故放電初期（1min）沖擊放電電流值，A；
－事故放電初期（1min）沖擊放電系數；
－蓄電池10h放電率標稱電流，A； I10=250/10=25A =×/25=
計算出的 在圖1-2的“0”曲線查出的單體電池的放電電壓值，=，計算蓄電池組出口端電壓 為
N－蓄電池組的單體電池個數；
－承受沖擊放電時的單體電池的放電電壓，V。
=104×=,為額定電壓的95%。故滿足86%～111% 蓄電池端電壓的要求。
② 校驗事故放電末期承受沖擊放電電流時蓄電池所能保持的電壓。
－任意事故放電階段，10h放電率電流倍數，即放電系數；
－x事故放電容量；
x－任意事故放電階段時間，h； t－事故放電時間，h；
－x事故放電末期沖擊放電系數；
－x事故放電末期沖擊放電電流值，A =×/1×25==×/25=
計算出的放電系數 和沖擊放電系數，在圖1-2中可根據，即 值查出相應的曲線，在該曲線上再用 ＝值，查出單體電池放電電壓值 =，計算蓄電池組出口端電壓為
=104×=（V），為額定電壓的%,故滿足86%～111% 蓄電池端電壓的要求。
計算出的端電壓值應不小于負荷允許的要求值。如不能滿足要求，將蓄電池的容量加大一級，繼續(xù)校驗，直到母線電壓滿足為止。
第五章 直流充電模塊的選擇 充電裝置的配置
充電裝置的型式有高頻開關和晶閘管兩種。高頻開關自1992年問世以來，技術技能逐步提高，體積小、重量輕、效率高和使用維護方便，并且可靠性和自動化水平高，已得到廣泛應用；晶閘管電裝置，接線簡單，價格也比較便宜，也同樣得到應用。設計中可根據具體情況選用。1.充電裝置的配置的要求：充電裝置應按蓄電池組配置當變電站僅設一組蓄電池時，應配置兩套充電裝置；當變電站設有兩組相同電壓、相同容量的蓄電池時，應配置兩套或三套充電裝置。2.充電裝置的配置的原則：如果采用晶閘管充電裝置，原則上可配置1套備用充電裝置，即：1組蓄電池配置2套充電裝置,2組蓄電池可配置3套充電裝置；高頻開關充電裝置，其可靠性相對較高，且模塊冗余、可更換，所以，原則上不設整套裝置的備用，即：1組蓄電池配置1套充電裝置，2組蓄電池可配置2套充電裝置。
3.充電裝置是保證蓄電池可靠運行的主要設備，特別是閥控式蓄電池對充電裝置性能的要求更高。以往的變電站的充電裝置多采用晶閘管整流裝置，近年來越來越多的變電站采用智能型高頻開關充電裝置，且運行情況良好。智能型高頻開關充電裝置具有技術先進、性能優(yōu)越和體積小等優(yōu)點。
故選用兩組高頻開關充電裝置。 高頻開關充電模塊工作原理
高頻開關充電模塊由交流輸入濾波、整流單元、高頻逆變單元（DC/AC）、直流輸出濾波、PWM脈寬調制單元和監(jiān)控單元等組成。
交流工作原理：交流電輸入到模塊后首先進入輸入濾波電路，去除交流電上的干擾，然后經過全波整流電路交換成高壓直流電（500V左右），再由DC/AC高頻逆變電路變換成20KHz可調脈寬的高頻脈沖電，經過主功率變壓器的降壓，再由高頻整流電路整流成直流電，最后經過濾波處理輸出穩(wěn)定的直流電。 充電裝置高頻開關電源充電模塊數量選擇
高頻開關電源充電模塊額定電流有多種規(guī)格，220V有
5、10、15、20、25、30、40A。充電裝置由多個模塊并聯(lián)組成，一般采用N+1備份冗余方式，這是因為一個模塊故障不影響整組充電設備的正常工作。充電模塊數量與充電裝置輸出電流有關，充電裝置最大輸出電流滿足均衡充電和直流系統(tǒng)經常負荷的供電要求。
本變電站設計配置兩組蓄電池和兩套充電裝置，兩套充電裝置的容量相同。則有
－每組充電裝置的計算電流；
－經常負荷電流； N－電源充電模塊數量；
－電源充電模塊額定電流；
N－電源模塊冗余量，一般模塊少于或等于6塊時，n=1；大于6塊時，n=2。據以上公式得 =[*25+]=；N=/20+n=5+1=6。220V直流系統(tǒng)單母分段接線圖，如下所示：
第六章 UPS不停電電源的選擇
交流不間斷電源系統(tǒng)的英文縮寫為UPS(Uninterrupted power supply)，以下簡稱為UPS系統(tǒng)。
UPS的構成與工作原理
UPS的構成：它由整流器、逆變器、旁路隔離變壓器、靜態(tài)開關、手動切換開關、控制及同步電路、直流輸入電路、交流輸入電路、交流輸出電路等部分構成。
UPS的工作原理：平時由交流工作電源供電，經整流、逆變后提供交流220V恒頻、恒壓電源；當交流電出現故障時由直流提供能量。因此，只要UPS電源的交流輸入和直流輸入有一路供電正常，UPS就可輸出高品質交流電源為負載提供可靠供電。
變電站UPS的配置方式
變電站UPS的配置方式：有分散和集中兩種配置方式。分散配置，就是根據需要，變電所的計算機監(jiān)控裝置、遠動裝置、自動化儀表、繼電保護等分別設置小容量的UPS，各種裝置的UPS之間沒有聯(lián)系；集中配置，就是全所設一套公用的UPS，為所有設備提供不間斷的交流電源。這兩種配置方式，在實際工程中都有應用。
分散配置的優(yōu)點：（1）接線簡單，投資小；（2）UPS裝置故障時影響小。分散配置的缺點：（1）UPS供電的可靠性不高；（2）小容量（2KW以下）的UPS往往內部自備蓄電池，事故時一般只能保證15min全負荷的供電，不能滿足事故供電的要求；（3）互為備用性差。
集中配置的優(yōu)點：其容量較大，供電的可靠性較高。對UPS系統(tǒng)的各項技術要求容易滿足，整體的可靠性較高。
集中配置的缺點：UPS系統(tǒng)接線復雜。投資較大。
采用哪種配置方式要視工程的具體情況而定。一般情況下，對220KV變電所UPS負荷較大，宜設置全所集中公用的大容量UPS系統(tǒng)，并按雙重化原則配置。 UPS容量選擇
在選擇UPS的額定容量時，除了按負荷的視在功率計算外，還要計及動態(tài)（從0～100％突變）穩(wěn)壓和穩(wěn)頻精度的要求，以及溫度變化、蓄電池端電壓下降和設計冗余要求等因素的影響。
考慮到以上影響UPS容量的因素，則
式中： －UPS計算容量（KVA）；
－動態(tài)穩(wěn)定系數，取～；
－直流電壓下降系數，??；
－溫度補償系數，取～；
－設備老化系數及設計裕度系數，取～；
－全部負載的計算功率（KW）；
－負載功率因數，為～（滯后）。
則可靠系數 = =～,取可靠系數平均值 =和 =，由公式可得
= =×10= UPS電源系統(tǒng)接線方案
UPS電源依據不同的負載及用戶要求，可以組成單機及各種冗余備份電源系統(tǒng)，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠，給負載提供優(yōu)質的不間斷電源。
結合220KV系統(tǒng)UPS負載的實際情況以及供電可靠性問題，選用UPS多機N+1并聯(lián)冗余配置。多個UPS模塊按N+1配置，輸出并聯(lián)后接至旁路切換模塊，正常時由并聯(lián)的UPS模塊向負載供電，并平均分擔負荷電流。當其中一臺UPS模塊故障時會自動退出運行，不影響其他模塊的正常輸出；當兩臺以上UPS模塊故障退出，且其余工作模塊出現過載時，自動切換到旁路供電。根據UPS的容量及其接線方案，選擇3臺型號為SWB—15KT/DC220（3/1）的UPS。（SWB—B系列 ；15K—容量為15KVA； T—直立式架構；DC220—直流輸入電壓為220V；3/1—輸入輸出形式為三入單出）
第七章 通信直流變換器的選擇
由于本220KV變電站的直流負荷中沒有通信負荷，故不需要進行選擇，僅是對通信部分進行了解。發(fā)電廠、變電站必須裝設可靠的通信直流電源系統(tǒng)，以確保通信設備的不間斷電源，尤其要保證在電網或發(fā)電廠、變電站發(fā)生事故時不中斷通信供電。發(fā)電廠、變電站的通信負荷主要是：
(1)生產行政電話機、網絡控制室、單元控制室、調度呼叫轉移系統(tǒng)等；(2)電力載波機、光纖通信設備、微波和其他通信設備。
根據《220KV—500KV變電站設計技術規(guī)程》規(guī)定：為保證重要變電所通信設備不間斷供電，應根據通信設備的供電電源要求，設置通信專用的蓄電池或由交流不停電電源供電。
通信電源系統(tǒng)主要由四部分構成：交流配電單元、整流單元、直流配電單元、蓄電池直流電源單元。
采用由蓄電池組構成的直流電源系統(tǒng)，具有很高的可靠性，但代價是設備投資增加，并需要專業(yè)人員維護。隨著變電站綜合自動化技術的發(fā)展，模塊化的通信專用DC／DC變換器在變電站中已得到廣泛應用，模塊化的通信專用DC／DC變換器是從站內直流控制電源系統(tǒng)的蓄電池組取得直流電，經高頻變換輸出滿足通信設備要求的48V控制電源。
第八章 直流系統(tǒng)中各自開關額定容量的選擇
根據有關規(guī)定，蓄電池出口回路、充電裝置直流側出口回路、直流饋線回路和蓄電池試驗放電回路等，應裝設保護電器。 直流斷路器的選擇
直流斷路器應具有速斷保護和過電流保護功能。可帶有輔助觸點和報警觸點。直流斷路器的選擇: 原則一：額定電壓大于或等于回路的最高工作電壓。原則二：額定電流應大于回路的最大工作電流。
（1）對于此220KV變電站，直流斷路器的額定電壓大于或等于220V即可。（2）直流斷路器的額定電流 1)充電裝置輸出回路
斷路器的額定電流按充電裝置額定輸出電流來選擇，即
式中-直流斷路器的額定電流，A；-可靠系數，??；
-充電裝置額定輸出電流。
=×100=120A
故選擇型號為GMB225—125A，即額定電流為125A的殼架等級額定電流代號為225的三段保護的固安詳微型斷路器。2）蓄電池組出口回路
① 斷路器的額定電流按蓄電池的1小時放電率電流選擇，即
式中—蓄電池1小時放電率電流，A，鉛酸蓄電池可取 =×25=
② 按保護動作選擇性條件，即額定電流應大于直流饋線中斷路器額定電流最大的一臺來選擇，即
式中-直流饋線中直流斷路器最大的額定電流，A；-配合系數，一般可取，必要時取。
=×25=50A 取以上兩種情況中電流最大者為斷路器額定電流，因此取 =。故選擇型號為GMB225—140A，即額定電流為140A的殼架等級額定電流代號為225的三段保護的固安詳微型斷路器。3)直流饋線回路
對于直流負荷按平均分配于兩段母線的原則。
①經常負荷 選擇型號為GM5—20A，即額定電流為20A的設計序號為5固安詳微型斷路器。
②事故照明負荷 選擇型號為GM5—10A，即額定電流為10A的設計序號為5固安詳微型斷路器。
③UPS不間斷電源 選擇型號為GM5—25A，即額定電流為25A的設計序號為5固安詳微型斷路器。
4)斷路器電磁操動機構的合閘回路和跳閘回路
式中-直流斷路器額定電流，A；-配合系數，??；
-斷路器電磁操動機構合閘電流或跳閘電流，A。①合閘回路 =×2= ②跳閘回路 =×=
故合閘回路和跳閘回路都選擇型號為GM5—1A，即額定電流為1A的設計序號為5的固安詳微型斷路器。 刀開關的選擇
原則一：額定電壓應大于或等于回路的最高工作電壓。原則二：額定電流應大于回路的最大工作電流。直流母線聯(lián)絡電器（隔離開關）的選擇:(1)對于此220KV變電站，直流母線聯(lián)絡電器（隔離開關）的額定電壓大于或等于220V即可。
(2)直流隔離開關，額定電流按以下原則計算
按較大電流的母線上供電的負載工作電流選擇，即
（1-24）
式中-較大電流的母線段上全部負載的工作電流之和；-同時系數，取～。
=×50=25A
故選擇型號為GMG—125A，即殼架等級額定電流為125A的固安詳隔離開關。
第九章 結論
本次設計題目是220KV變電站直流系統(tǒng)設計。設計方案為：采用單母分段的接線方式；系統(tǒng)電壓采用220V；蓄電池采用閥控式密封鉛酸蓄電池，浮充電方式運行，浮充電電壓為；蓄電池容量選擇250Ah，單體蓄電池個數為104個，電壓校驗結果滿足要求；選取兩組高頻開關式充電裝置，每組充電模塊為6，共12個，額定工作電流20A；采用UPS多機N+1并聯(lián)冗余配置，選擇3臺型號為SWB—15KT/DC220（3/1）的UPS；蓄電池出口回路、充電裝置出口、直流饋線回路、兩段母線之間進行了開關的選擇。
變電站直流系統(tǒng)自查報告3
變電站直流系統(tǒng)改造技術
摘?要 由于變電站直流系統(tǒng)的改造難度大，風險高，必須結合變電站實際情況，綜合性、系統(tǒng)性、科學性的提出相關改造技術措施，以保證改造過程中電力系統(tǒng)的安全運行，避免相關事故或者缺失的發(fā)生，文章主要以110kV變電站直流系統(tǒng)為研究對象，針對當前變電站直流系統(tǒng)運行過程中存在的不足，提出了改造當前變電站直流系統(tǒng)的技術措施。
關鍵詞 變電站；直流系統(tǒng)；改造；問題；方案
中圖分類號 TM 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2011)101-0099-02
直流系統(tǒng)是變電站的動力核心，為繼電保護設備、自動裝置、監(jiān)控系統(tǒng)、遠動系統(tǒng)等電氣設備的正常運行和遙控操作提供直流電源保證。伴隨著電力、通信、計算機技術的飛速發(fā)展，微機型保護裝置和安全自動裝置被廣泛應用于變電站，這就對站用直流電源提出了更高的要求。目前而言，大部分110kV常規(guī)變電站的直流系統(tǒng)為電磁型直流設備（相控硅整流電源），這種直流系統(tǒng)在精準性、可靠性、穩(wěn)定性、紋波系數、效率等方面都已不能滿足電網的發(fā)展趨勢，以及二次設備的應用要求，變電站直流系統(tǒng)的改造將是不可避免的趨勢，也是電力系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的需要。
1 變電站直流系統(tǒng)運行及改造存在的問題
隨著電力技術的發(fā)展，許多110kV常規(guī)變電站被改造成綜合自動化變電站以實現了無人值班，原有直流系統(tǒng)的缺陷逐漸顯現出來，這些缺陷是不能適應電網的發(fā)展趨勢的，所以必須對其進行改造。當前大多數110kV變電站仍采用單電單充直流系統(tǒng)供電模式。傳統(tǒng)的變電站直流系統(tǒng)主要呈現出以下幾個方面的問題：
1）工作母線結線布置復雜?？刂破林兄绷髂妇€水平置于屏的中部，屏頂還設有多根小母線主要是控制信號音響等，因結構復雜和設備間距比較小，在設備出現接觸不良等與之相關的問題時而難以處理
解決。
2）燈光信號和儀表維護困難。傳統(tǒng)的直流屏，由于其屏的正面不使用活動門的方式，這樣就不能更換裝于屏面上損壞后的儀表、信號等設備。
3）絕緣監(jiān)察裝置動作靈敏度不高。傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)雖能能正確反映單極明顯接地現象，但無法反映出正確的接地回路，因為它主要是采用電磁式絕緣監(jiān)察裝置反映直流系統(tǒng)的接地，才會導致這種現象發(fā)生。
4）通訊接口與微機進行聯(lián)接時無法提供數據。隨著電力系統(tǒng)自動化的不斷深入，以及電網規(guī)模的擴大，必須對存在以上缺陷的變電站直流進行改造，但供電模式下的110kV綜合自動化變電站的改造也面臨著一些問題：①在一些變電站中，因為服役時間較長，需要日常維護的鉛酸蓄電池和直流電源系堿性蓄電池組，已不能適應電力系統(tǒng)繼電保護裝置，尤其是不能適應微機保護裝置對直流電源的安全技術標準。②在更換過程中，如果發(fā)生斷線、短路或者接地等問題時，都極有可能致使保護裝置誤動或拒動造成大面積停電發(fā)生，更為嚴重的能造成電網事故。為了保證供電的安全可靠要求在全站不失去直流電源的情況下更換，也就是不停電進行直流系統(tǒng)更換。③直流改造時舊直流屏不能帶電移出，新直流屏不能帶電就位，以確保設備及人身的安全。新、舊直流屏電路割接的難度大，在舊屏轉換為新屏的過程中，如何確保繼電保護及開關操作所需的直流電源安全可靠，成為了110kV變電站直流系統(tǒng)改造工程需要解決的關鍵問題。
2 變電站直流系統(tǒng)改造方案
直流系統(tǒng)改造的目的就是提高直流系統(tǒng)運行的可靠性和供電質量，這是衡量直流電源的重要指標，所以需要綜合性、科學性的制定改造
方案。
在變電站直流系統(tǒng)改造過程中對于合閘電源及控制電源需要做出以下情況說明：
1）變電站斷路器合閘電源僅在斷路器合閘時使用，因為平時空載，所以允許短時的停電，因此在更換過程中不再對合閘電源進行說明，停用各饋線重合閘就可以了。
2）要保證電力設備的安全運行，控制、保護電源及信號電源至關重要，絕不允許中斷。因此，主要對控制電源進行情況說明。對原有直流系統(tǒng)饋線網絡進行認真的核查后，才能制定更換方案，總體的更換方法是：利用臨時系統(tǒng)轉接負載來搭建一個簡易的臨時直流系統(tǒng)，如圖1所示。用臨時電纜將饋線支路直流，是由這條支路的受電側電源接入點而引至空氣開關的下側。此時，就相當于把原來的直流電源引至空氣開關的下方向。在它具體的實施方法上面臨以下兩個方案：①先把原來的直流系統(tǒng)斷掉，然后把上圖中的空氣開關和上，這樣做的有利之處是兩套直流系統(tǒng)間的轉換過程簡單化。雖然在這種轉換過程比較快，但是瞬間的變化直流電壓，很容易產生一些嚴重的后果，例如：電源插件損壞、保護裝置誤發(fā)信號等。為了避免這些問題要提前申請退出全站的保護出口壓板，等到直流系統(tǒng)轉換完成后再恢復壓板，而且必須在新的直流系統(tǒng)安裝調試完成后，再重復一次上述的過程，然后拆除臨時直流電源。這樣至少需要2h左右的操作過程，這是不能允許的，因為在這段時間內，就相當于變電站在沒有保護的情況下運行。②首先把空氣開關閉合，把臨時直流電源合并入系統(tǒng)拆去原來的直流電源，等新的直流屏安裝和調試完成后，然后重復以上的方法拆掉臨時直流系統(tǒng)就可以。這樣做的缺點在于容易導致不同直流系統(tǒng)間產生壓差，而且因為蓄電池的內阻較小致使容易產生較大的環(huán)流。同時這樣做也有很多優(yōu)點：第一，確保了在更換直流的過程中可以保持對外的直流供電；第二，更換過程中避免了對保護設施壓板的操作，所以選用這種方法。避免產生環(huán)流，可以調整臨時直流系統(tǒng)的電壓來把兩套直流系統(tǒng)間的電壓差縮小，并縮短兩套直流系統(tǒng)并聯(lián)時間，這樣就把環(huán)流的影響降到了最低程度。
根據上面成功的實驗方案，制定了下面直流屏更換“舊直流屏一臨時直流電源系統(tǒng)一新直流屏”供電轉換施工方法：用臨時充電機和電池組搭建一個臨時的系統(tǒng)，將直流饋供支路轉到臨時直流系統(tǒng)空氣開關下面；在臨時直流系統(tǒng)中引出一組直流電源，然后接到空氣開關上方，再把原直流系統(tǒng)的充電機停止使用；切斷原來直流屏的饋供支路并合上臨時充電機的交流輸入電源，合并空氣開關，這樣負載轉到臨時直流電源供電；這樣使臨時直流系統(tǒng)工作正常；切斷舊直流屏交流輸入電源拆除舊直流屏；新直流屏回到原來的位置，然后安裝電池，連線接交流，并調試正常；重復上述方法，就可以把負載接入新的直流屏；核對檢查一下各饋供支路極性是否正確，新屏是否運行正常。
3 變電站直流系統(tǒng)改造注意事項
1）事先熟悉現場直流系統(tǒng)設備實際接線圖紙、負荷電纜出線走向，核實原直流接線合閘正母線與控制母線是正極還是負極共用，仔細查看工作地點與其他設備運行是否相互聯(lián)系。
2）更換前，需要對作為臨時系統(tǒng)的蓄電池組進行仔細檢查，將電池組充好電，測量其輸出電壓是否滿足要求，以保證臨時供電系統(tǒng)的可靠性。直流系統(tǒng)大多采用輻射型供電，負載線路多，在切改過程中為了防止出現漏倒的現象，要求我們提前做好負載線路的標識工作，將出線名稱與電纜一一對應清楚，并標識明確。
3）臨時接線時考慮引線截面，各連接頭接觸良好、牢固。由于一般的臨時充電機只有一路交流電源輸入，這樣為了不讓失去交流電帶來的一些問題發(fā)生，在更換之前就應對站用低壓備用電源自動投入功能進行檢查試驗。
4）電池容量選擇和模塊的配置。首先電池容量在選擇時要進行直流負荷的整理統(tǒng)計，直流負荷按性質通常分為經常負荷、沖擊負荷、事故負荷。經常負荷的作用是保護、控制、自動裝置及通信的設置。沖擊負荷是指極在短時間內，增加大電流負荷。沖擊負荷是指在瞬間時間內來增加的大電流負荷，例如合閘操作、斷路器分等。事故負荷是指在停電后，必須采用直流系統(tǒng)供電的負荷，比如：通信設置、UPS等。針對以上三種直流負荷統(tǒng)計分析，就可以把事故狀態(tài)下的直流放電容量整理計算出。一般直流系統(tǒng)的蓄電池（220kV的變電站）要選用兩組電池的容量是150AH～200AH。直流系統(tǒng)的蓄電池（110kV的變電站）要選擇一組電池容量是100AH～150AH。直流系統(tǒng)的蓄電池（35kV的變電站）要選擇一組電池容量是50AH～100AH。模塊數量的配置是要全部模塊出額定電流總值要大于或等于最大經常負荷加蓄電池充電電流。例如：100AH的蓄電池組，它的充電電流是=10A，在沒有計算經常負荷時，選用兩臺額定電流5A電流的模塊就可以滿足對蓄電池的充電，要實現N+1冗余總共選擇3臺5A模塊。
5）盡量避免在更換過程中對變電站設備進行遙控分、合閘操作。如必須操作，只能在變電站手動分、合閘。更換過程中密切監(jiān)視直流系統(tǒng)電壓情況。
6）直流系統(tǒng)改造過程中為了確保設備及人身的安全，舊直流屏不能帶電移出，所以在拆除舊直流屏前應確保設備不帶電。
4 結束語
通過對變電站直流系統(tǒng)改造及對顯示模塊、告警模塊、手動調壓、控制方式等方面的測試，各個部分的操作和功能都得到了改善，滿足相關技術要求，且蓄電池組放電容量充足，池電壓均衡、平穩(wěn)。改造后的直流系統(tǒng)滿足變電站設備對直流系統(tǒng)可靠性、安全性、穩(wěn)定性等方面的要求。為保證五常變設備的安全運行起到至關重要的作用。
參考文獻
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變電站直流系統(tǒng)自查報告4
變電站直流監(jiān)控系統(tǒng)的實現
摘 要 提出了一種可對無人值班變電站內直流設備進行遠方監(jiān)控的系統(tǒng)，它利用了站內的電話通道，可以實現：直流設備遠方監(jiān)控、直流設備運行歷史查詢和設備運行異常的情況上報等功能。
電力系統(tǒng)中的直流電源部分由蓄電池組、充電設備、直流屏等設備組成。它的作用是：正常時為變電站內的斷路器提供合閘直流電源；故障時，當廠、站用電中斷的情況下為繼電保護及自動裝置、斷路器跳閘與合閘、載波通信、發(fā)電廠直流電動機拖動的廠用機械提供工作直流電源。它的正常與否直接影響電力系統(tǒng)的安全可靠運行。
過去，電力系統(tǒng)的各個變電站都有人值守，可以對直流設備的運行狀態(tài)進行定期檢查，因而可以及時發(fā)現并處理其出現的異?，F象，保證變電站的安全穩(wěn)定運行。目前，電力系統(tǒng)推廣無人值班變電站，雖然調度中心可以通過遠動通道獲取變電站運行情況的實時信息，但是對于直流部分只能得到少量的重要信息(包括：遙信量——充電機交流電源故障，充電機故障，直流絕緣接地，直流電源電壓異常；遙測量——控母電壓)。它不能反映直流系統(tǒng)運行的詳細信息，特別是它不能發(fā)現系統(tǒng)剛剛開始出現異常運行的情況，直到長期的異常運行發(fā)展為故障時才上發(fā)調度，此時，事故已經擴大。如果能在異?，F象剛出現時就及時發(fā)現并及時處理，就可以避免異常情況擴大。所以需要設備維護人員對其進行定期檢查。此外，對直流設備運行的控制也是由維護人員進行現場操作的。變電站多，維護人員少，顯然無法保證按期按量完成。在這種情況下，直流監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。它的主要作用就是把各變電站的直流設備信息上送到監(jiān)控中心，供其查詢，同時監(jiān)控中心也可以向各站發(fā)送控制命令。這樣，維護人員不但可以在監(jiān)控中心對直流設備進行遠方監(jiān)控，還可以及時發(fā)現設備運行的不正常狀態(tài)，及時處理，而不等其發(fā)展演變成事故。所以，直流監(jiān)控系統(tǒng)的建立，可以節(jié)省人力物力，提高工作效率。1 通道選擇
目前，變電站上送調度中心的各種信息，如遙測、遙信、遙控、主要設備狀態(tài)和報警信息等，都是通過遠動通道傳輸的，這些信息對實時性的要求很高，不希望其它信息占用而使通道擁擠，影響調度的正常工作。所以直流設備的運行信息必須從另一個通道進行遠方傳送。目前，變電站中除遠動通道之外，還有一個電話通道，這個通道一般是作為工作人員現場工作時使用，以及其它輔助系統(tǒng)如安全報警系統(tǒng)必要時使用。通常此通道是處于閑置狀態(tài)，但又是必設的，所以可以用它作為直流監(jiān)控系統(tǒng)的信息通道。
直流監(jiān)控系統(tǒng)的數據信息量少，發(fā)送時占用通道時間短。這樣，可以在工作時撥通，占用通道，結束后掛掉，和其它系統(tǒng)分時地使用通道，從而保證各個系統(tǒng)的正常運行。2 系統(tǒng)構成監(jiān)控中心計算機通過 modem 連入電話網。而監(jiān)控器也通過 modem 與電話網相連。雙方 modem 都可以相互呼叫對方，通過雙方 modem 和電話網建立通信鏈路，互傳信息。這樣，監(jiān)控中心計算機可以通過這個通信鏈路，采取各站監(jiān)控器的信息，發(fā)送控制命令，各站監(jiān)控器也可把每日定時運行數據和異常情況信息上報中心。系統(tǒng)包括3部分：監(jiān)控器是前置機系統(tǒng)，負責設備數據的采集、運行狀態(tài)的控制和信息的上送；監(jiān)控中心是后臺機系統(tǒng)，是基于 PC 機上運行的，它負責對所有變電站的監(jiān)控器發(fā)送命令，接收其運行數據以及對數據進行處理和分析；兩者之間的數據通信依靠 modem 和電話網建立。監(jiān)控中心和監(jiān)控器是一對多系統(tǒng)。3 監(jiān)控器設計 監(jiān)控器原理
監(jiān)控器是安裝在各變電站的一套系統(tǒng)，它采集各直流設備的運行狀態(tài)信息，對其進行控制，把各數據信息上送監(jiān)控中心和其它監(jiān)控單元。
監(jiān)控器用工控機設計，其 I／O 端口作輸入和輸出使用，它可直接從直流設備上采得測量量、狀態(tài)量以及蓄電池絕緣狀態(tài)等信息，也可以對直流設備進行控制和調節(jié)，如充電機的開關機動作、均充浮充改變、均浮充電壓的改變以及饋線的合斷等。另一方面，微機控制器通過 RS232 或 modem 方式把四遙信號上送到 RTU 或調度中心，把所有直流設備的運行信息通過 modem 經電話網送到設備維護人員所在的監(jiān)控中心。 監(jiān)控器軟件設計
監(jiān)控器軟件由4個模塊組成：通信模塊，數據收發(fā)模塊，I／O 模塊和數據處理模塊。
通信模塊的作用是為數據的傳輸作好通信的準備，包括打開、關閉 modem 以及自動撥號的功能。軟件設置定時打開和關閉 modem，這使得本系統(tǒng)可以和其它如報警系統(tǒng)分時使用電話通道。自動撥號是在直流設備發(fā)生異常事件時，自動撥通監(jiān)控中心的 modem，向其發(fā)送相應報警信息。
數據收發(fā)模塊主要負責通信鏈路建立后的數據收發(fā)事務。發(fā)送的數據包括：各直流設備當時的運行信息；本監(jiān)控器存貯的24 h內固定時間歷史數據；24 h內所有報警信息。接收的數據包括監(jiān)控中心的控制和調節(jié)命令等。
I／O模塊功能包括：提供監(jiān)控器的人機輸入界面，監(jiān)控器對各直流設備量的采集以及對其進行的控制。
數據處理模塊是監(jiān)控器的核心模塊，它一方面把 I／O 模塊取得的數據進行處理，根據設定的時間間隔把每日的數據存入庫中，以待數據收發(fā)模塊上送監(jiān)控中心。這些數據每日更新。另一方面，它把由收發(fā)模塊接收到的調控命令進行分析后，提供控制信息給 I／O 模塊使用。4 監(jiān)控中心設計
監(jiān)控中心是一臺微機，其上運行監(jiān)控中心后臺軟件。
監(jiān)控中心軟件主要包括4個部分：通信模塊，數據庫形成模塊，主控模塊以及報表打印模塊。
通信模塊的作用和監(jiān)控器的通信模塊功能相同，作用為撥通變電站的監(jiān)控器 modem,建立通信鏈路，向下發(fā)送控制命令信息，此外它也可以被對方叫通，接收其上傳的信息。此模塊用 Visual Basic 開發(fā)，它僅僅根據通信的要求，撥通 modem，建立通信的鏈路即可?？伤途唧w數據則與其無關，由主控軟件部分負責處理。
數據處理模塊兩個作用；一是形成各站的直流設備的信息庫；二是把每日采集來的各站的日數據整理入庫，形成所有變電站直流設備的歷史數據庫。用戶可以根據實際情況，靈活地建立各個變電站及站內所有直流設備的數據庫，靈活地維護所有站內信息，維護后此系統(tǒng)自動存庫，靈活性強并且操作簡單方便。此外，各變電站監(jiān)控器每日定時把日數據上送監(jiān)控中心，后者在接收后根據各站名存入各自數據庫中，形成歷史庫，供報表打印系統(tǒng)查詢時使用。
主控軟件提供人機界面，是基于 Windows 95 操作系統(tǒng)的操作界面，用鼠標和鍵盤對屏幕上的圖形進行操作。只要用鼠標點取設備元件所對應的圖元，就可以查詢和控制此設備，也可以用鍵盤輸入設備的參數達到對設備運行參數遠方調節(jié)的目的。維護人員對運行站內設備的查詢和控制可以通過鼠標和鍵盤實現。當通信模塊建立通信鏈路后，它可以打開遠方送來的數據信息，顯示在屏幕上，并把這些數據交數據處理模塊處理。另外它也把操作者的控制命令以數據包的形式向遠方發(fā)送。它是本系統(tǒng)的核心。
報表打印模塊根據工作的需要，對數據處理模塊保存的歷史數據庫進行查詢，制作日報表、月報表和其它報表以及作出相應的數據曲線，供分析和查詢使用。5 結束語
直流監(jiān)控系統(tǒng)由深圳供電局和深圳奧特訊公司合作開發(fā)，目前已投入運行。通過此系統(tǒng)，直流設備維護人員就可以在監(jiān)控中心對各變電站直流設備運行狀態(tài)進行遠方監(jiān)控，免去了對各個變電站的現場定檢，特別是在直流設備發(fā)生運行異常時，運行維護人員能及時收到報警信號，及時處理?？傊绷鞅O(jiān)控系統(tǒng)的運行，減少了工作量，提高了工作效率，達到減員增效的目的。
變電站直流系統(tǒng)自查報告5
******股份有限公司
***分公司****變直流系統(tǒng)蓄電池更換改造
技 術 規(guī) 公司生產管理部批準：
分公司審核：
設備管理部審核：
車間審核：
編制：
**********車間2010年12月15日
范
一、說明：
******車間所轄一期直流系統(tǒng)存在如下問題：
*****變電所直流系統(tǒng)有三個：分別是主控室直流系統(tǒng)、**10KV直流系統(tǒng)和**10KV直流系統(tǒng)。直流系統(tǒng)的主要作用是提供本所高壓開關的控制和儲能電源，同時還為設備提供保護電源，其在整流所的作用非常重要，平時由交流帶充電機給蓄電池充電，如果在交流失電的情況下，由直流蓄電池接帶全部直流負荷，確保操作和保護動作正常。主控室直流蓄電池電源柜有兩組（型號：GZDW43-180×2Ah/220V-2CK1-M），蓄電池規(guī)格型號:A412—180,本所投運時已安裝。柜內各安裝德國陽光蓄電池18節(jié)，為免維護鉛酸蓄電池，電池容量為180Ah，單節(jié)電壓為13V，總電壓為240V。**10KV和空壓10KV直流系統(tǒng)跟主控室一樣，不同的是電池容量為100 Ah,電池柜型號為GZDW33-100Ah/220V-2CK1-W, 蓄電池規(guī)格型號:A412—100。
經對上述蓄電池充放電檢查，發(fā)現部分電池性能明顯下降，容量已不達標，直接威脅到本變電所的供電安全。咨詢設備廠家，回復說蓄電池使用期限已到（7-10年）。
為保障**設備直流系統(tǒng)的供電正?？煽?，提高整個**供電的安全穩(wěn)定性，針對設備（系統(tǒng)）存在的問題，決定進行如下改造：
主控室兩組蓄電池更換一組，**10KV和**10KV共兩組蓄電池，也更換一組。將性能好的蓄電池拼湊成另一組使用，待多數蓄電池性能下降后再進行更換，以便節(jié)省開支。
二、工作環(huán)境：
1、海拔2019米；
2、環(huán)境溫度：主控室室溫；
3、平均相對濕度 30 %；
4、強磁場；
三、技術要求及參數：
1、主控室直流系統(tǒng)的兩組蓄電池采用相同的規(guī)格和型號，兩組蓄電池（共36節(jié)），更換一組（18節(jié)），必須有蓄電池的出廠檢驗報告及合格證書；
2、**10KV直流系統(tǒng)的兩組蓄電池采用相同的規(guī)格和型號，兩組蓄電池（共36節(jié)），更換一組（18節(jié)），必須有蓄電池的出廠檢驗報告及合格證書。
四、設計、制造（購置）、安裝、調試、驗收標準選用：
1、提供的圖紙、技術條件及制造檢查合格證，設備說明書。
2、所有設備在安裝前均做外觀檢查，并達到標準要求。
3、所有原材料質量須符合相關國標要求。
4、外包裝應明確以下事項： 產品名稱、訂貨編號、發(fā)貨日期等。
5、其它相關技術標準按國標、部標或行業(yè)標準執(zhí)行。
6、安裝完通過試運期后參與驗收。
五、資料提供：
1、施工方提供提供蓄電池材料說明書；一式四份
2、施工方提供蓄電池安裝維護保養(yǎng)使用說明書，一式四份。
六、供貨范圍：（施工范圍）
1、施工方提供此改造所需的所有材料，由廠家配合分別對主控室的一組蓄電池和**、**10KV直流蓄電池進行拆除更換，將拆下的蓄電池與余下的一組蓄電池進行測試，選擇性能好的蓄電池進行拼組。
2、施工范圍為：********10KV直流配電室。
變電站直流系統(tǒng)自查報告6
220kv變電站直流系統(tǒng)
目錄
1.什么是變電站的直流系統(tǒng)
2.變電站直流系統(tǒng)的配置與維護
3.直流系統(tǒng)接地故障探討
4.怎樣提高變電站直流系統(tǒng)供電可靠性
5.如何有效利用其資源
1.什么是變電站的直流系統(tǒng)
變電所是電力系統(tǒng)中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。變電站內的繼電保護、自動裝置、信號裝置、事故照明和電氣設備的遠距離操作,一般都采取直流電源,所以直流電源的輸出質量及可靠性直接關系到變電站的安全運行和平穩(wěn)供電。變電站的直流系統(tǒng)被人們稱為變電站的“心臟”,可見它在變電站中是多么的重要。直流系統(tǒng)在變電站中為控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠的直流電源。它還為操作提供可靠的操作電源。直流系統(tǒng)的可靠與否，對變電站的安全運行起著至關重要的作用，是變電站安全運行的保證。
（1）220kv變電站直流母線基本要求： 蓄電池組、充電機和直流母線
1．設立兩組蓄電池，每組蓄電池容量均按單組電池可為整個變電站直流系統(tǒng)供電考慮。
2.設兩個工作整流裝置和一個備用整流裝置，供充電及浮充之用，備用整流裝置可在任一臺工作整流裝置故障退出工作時，切換替代其工作。
3．直流屏上設兩段直流母線，兩段直流母線之間有分段開關。正常情況下，兩段直流母線分列運行，兩組蓄電池和兩個整流裝置分別接于一段直流母線上。
4．具有電磁合閘機構斷路器的變電站，直流屏上還應設置兩段合閘
母線。
5． 220kV系統(tǒng)設兩面直流分電屏。分電屏Ⅰ內設1組控制小母線（KMⅠ）、1組保護小母線（BMⅠ）；分電屏Ⅱ內設1組控制小母線（KMⅡ）、1組保護小母線（BMⅡ）。
6． 110kV系統(tǒng)設1面直流分電屏，屏內設1組控制小母線（KM）、1組保護小母線（BM）。
7． 10kV/35kV系統(tǒng)的繼電保護屏集中安裝在控制室或保護小間的情況下，在控制室或保護小間設1面直流分電屏。8． 信號系統(tǒng)用電源從直流饋線屏獨立引出。
9． 中央信號系統(tǒng)的事故信號系統(tǒng)、預告信號系統(tǒng)直流電源分開設置 10． 每組信號系統(tǒng)直流電源經獨立的兩組饋線、可由兩組直流系統(tǒng)的兩段直流母線任意一段供電。
11． 斷路器控制回路斷線信號、事故信號系統(tǒng)失電信號接入預告信號系統(tǒng)；預告信號系統(tǒng)失電信號接入控制系統(tǒng)的有關監(jiān)視回路。12． 事故音響小母線的各分路啟動電源應取自事故信號系統(tǒng)電源；預告信號小母線的各分路啟動電源應取自預告信號系統(tǒng)電源。13． 公用測控、網絡柜、遠動柜、保護故障信息管理柜、調度數據網和UPS的直流電源從直流饋線屏直接饋出。（2）、直流系統(tǒng)運行一般規(guī)定：
(1)、220Kv變電站一般采用單母線分段接線方式，110Kv變電站一般采用單母線接線方式。直流成環(huán)回路兩個供電開關只允許合一個，因為母聯(lián)開關在斷開時，若兩個開關全在合位就充當母聯(lián)開關，其開關
容量小，線型面積小，又不符合分段運行的規(guī)定。直流成環(huán)回路分段開關的物理位置要清楚，需要成環(huán)時應先合上母聯(lián)開關再斷開直流屏上的另一個饋線開關。
(2)、每段直流饋線母線不能沒有蓄電池供電。(3)、充電機不能并列運行。
(4)、正常情況下，母聯(lián)開關應在斷開位置。(5)、絕緣檢查裝置、電壓檢查裝置始終在運行狀態(tài)。(6)、投入充電機時先從交流再到直流。停電時順序相反。
（7）、母線并列時首先斷開一臺充電機，投入母聯(lián)開關，在斷開檢修蓄電池。
（8）、母線由并列轉入分段時首先合上檢修蓄電池，斷開母聯(lián)開關，再投入充電機。
2.變電站直流系統(tǒng)的配置與維護
A：配置
220kV變電站直流系統(tǒng)設計依據是DL／ T5044—95《火力發(fā)電廠、變電所直流系統(tǒng)設計技術規(guī)定》，本規(guī)定適用于采用固定型防酸式鉛蓄電池。
一、要求220kV變電站具備高可靠性直流電源的原因：
1．1 部分變電站建設規(guī)模為主變容量3X 150MVA或3X180MVA，且為樞紐站。
1．2 220kV變電站主保護亦實現雙重化，采用兩套不同原理、不
同廠家裝置；斷路器跳閘回路雙重化；且均要求取自不同直流電源。
1．3 線路的兩套縱聯(lián)差動保護、主變壓器的主保護和后備保護均分別由獨立的直流熔斷器供電。
1．4 所有獨立的保護裝置都必須設有直流電源故障的自動告警回路。
1．5 變電站綜合自動化水平提高，監(jiān)控系統(tǒng)高可靠運行要求。
二、目前單組蓄電池運行、維護存在的主要問題：
2．1 事實證明：要掌握蓄電池運行狀態(tài)，做到心中有底、運行可靠，必須進行全容量核對試驗；然而直流系統(tǒng)配置一組蓄電池，給運行維護造成了極大困難。
2．2 現有220kV變電站蓄電池只對蓄電池組進行部分容量試驗，檢測出損壞嚴重的蓄電池；因進行全容量試驗工作繁瑣因難，部分單位回避容量試驗，而不能完全掌握蓄電池的實際運行狀態(tài)。
2．3 就對各發(fā)供電單位已運行的各型式蓄電池統(tǒng)計表明，使用壽命一般為7年到10年；且這期間尚需對個別落后電池維護處理才能夠保證整組蓄電池使用年限。對于僅一組蓄電池而言，整個更換期間同樣要承擔風險運行。
2．4 蓄電池組由106只-108只(無端電池)或118只一12O只(有端電池)單體電池串聯(lián)組成，若其中一只電池容量下降后，則表現為內阻增大、嚴重者相當于開路．也就是說：一只電池損壞，禍及整組電池不能發(fā)揮作用。目前檢測的最佳方法是將浮充機停運，直流負荷由蓄電池組供電；對于僅有一組蓄電他的直流系統(tǒng)，若存在有開路情
況．則造成全站失去直流。
2．5 整流設備的好壞也影響蓄電池的壽命。新近入網交流整流設備，雖然具有充電、均衡充電、浮充電自動轉換功能，但功能還不完善。如浮充電缺少溫度補償，溫度低時充電容量不足、溫度高時容易過充電，造成電池漏液鼓肚現象，缺乏單體電池端電壓測量，當有2—3只電池充容量不足不能發(fā)現時就影響整組電池壽命。
2．6 近2—3年間投運的變電站蓄電池大多采用全密封閥控式鉛酸電池，因不能象原固定防酸式鉛酸蓄電池正常遠行中能夠通過測單體電池電壓、量其比重、觀其外觀而綜合分析判斷電池運行狀態(tài)。其日常僅能靠測量單體電池進行監(jiān)視，運行狀態(tài)好壞難以充分把握。2．7 對蓄電池容量的在線監(jiān)測現在仍是一大難題。對閥控式全密封蓄電池能否依據某—指標數據判斷或多項指標數據綜合判斷運行狀態(tài)尚處于探索時期。
3 220kV變電站直流系統(tǒng)配置兩組電池的必要性及優(yōu)點
3．1 正在編寫制訂的《閥控式鉛酸蓄電池運行、維護導則》國家標準，明確要求蓄電池必須進行容量試驗。
3．2 220kv變電站內通信用直流系統(tǒng)按有關規(guī)定均配置二組48V蓄電池。而220kV變電站控制、保護、信號、安全自動裝置等負荷同樣需要高可靠的直流系統(tǒng)。
由于單組蓄電池不能很好的滿足22kV變電站運行可靠性要求，且運行維護困難,故此 220kV變電站直流系統(tǒng)配置兩組蓄電池是必要的。
220kV變電站直流系統(tǒng)配置兩組蓄電池，完全滿足運行要求，并符合部局有關繼電保護反措對直流供電的要求，采用該系統(tǒng)對增加控制保護設備運行的可靠性有較重要的意義。
3．5 220kV變電站配置兩組全容量蓄電池組或兩組半容量蓄電池組后，從簡化母線結構、減少設備造價、節(jié)約能源、避免降壓裝置故障開路造成母線失壓，擴大為電網穩(wěn)定事故和更大設備事故出發(fā)，可考慮直流動力，控制母線合一，去掉端電池及調壓裝置，使直流系統(tǒng)進一步簡化、可靠。
4 220kV變電站直流系統(tǒng)配置兩組蓄電池方案
4．1 為了保證兩組蓄電池能夠獨立工作，相互間不影響，保持自身特性，采取不完全并聯(lián)運行方式，即兩組蓄電池充、放電獨立，相互間不互充放。
4．2 根據變電站的建設規(guī)模、負荷地位和負荷水平，可選擇采用下列不同的配置方案：
4．2．1 采用兩組全容量蓄電池組、三臺充電機、直流負荷母線分段接線。此方案是完備的方案，在各種運行方式下，能夠保證提供可靠直流電源。
4．2．2 采用兩組全容量蓄電池組、二臺充電機、直流負荷母線分段接線。
4．2．3 為進一步降低工程費用，可采用兩組半容量蓄電池不完全并聯(lián)運行，配置二臺充電機，直流母線分段。
5 結束語：
直流系統(tǒng)是變電站二次設備的生命線，直流系統(tǒng)故障就有可能影響到電網穩(wěn)定和設備安全。根據現在220kV變電站對直流電源可靠性要求進一步提高，及蓄電池運行、維護的需要，并考慮220kV變電站直流系統(tǒng)網絡與蓄電池直流電源可靠性匹配要求，220kV變電站直流系統(tǒng)應配置兩組蓄電池，雖在經濟上多投入，但其運行可靠性卻得到了大幅度提高，且運行方式靈活、維護簡便。
B:維護
電力直流系統(tǒng)的維護現狀:
現在的變電站一般都是無人值守的,智能高頻開關直流電源系統(tǒng)可通過監(jiān)控串口與變電站后臺的監(jiān)控實現通訊,可在調度端實現對直流系統(tǒng)的“三遙”.運行人員或專職直流維護人員定期對直流設備進行一般性的清掃、日常檢查等工作.對充電設備只進行巡檢,對蓄電池組進行日常維護和年度放電核對容量.。
.220KV設兩組蓄電池,110KV一般裝設一組蓄電池,在有條件時220KV最好裝設兩組蓄電池,因為220KV的繼電保護裝置是雙重化的,從電流互感器二次側到斷路器跳閘線圈都是雙重化,因此,直流系統(tǒng)也宜相應的設置兩組,分別對兩套保護及跳閘線圈供電,以利系統(tǒng)安全運行.。
在正常運行情況下,變電站的二次設備只需由充電模塊來供電就行了.現有的變電站,斷路器一般有電磁合閘方式和儲能合閘方式兩種.在電磁式斷路器進行合閘操作時,要求直流電源能提供瞬時的合閘電流(20~200ms內提供數百安培的大電流),顯然僅由充電模塊來供電是
遠遠不夠的,這時蓄電池組就發(fā)揮了重要的作用,它能無間斷地提供大電流,保證斷路器的正常合閘,這也是直流系統(tǒng)為什么要有合閘母線的原因了.在儲能合閘方式下,合閘電流遠小于充電模塊的額定輸出電流,不用蓄電池來合閘.現在新建的變電站一般都是這種儲能式的斷路器,這時直流系統(tǒng)也就可以不要合閘母線。
當電網發(fā)生事故時,必然使交流輸入電壓下降,當充電模塊不能正常工作時,蓄電池無間斷的向直流母線送電,毫不影響直流電源屏的對外功能,保證二次設備和斷路器的正確動作,確保電網的安全運行.而作為最后保障的蓄電池,如果其容量的不足將會產生嚴重后果.所以,蓄電池的重要性就可想而之了,其維護一直是最為重要的問題.。
電池巡檢儀作為在線監(jiān)測裝置,可實時發(fā)現落后或故障電池,并可檢測電池組的溫度是否處于正常范圍內,但直流系統(tǒng)工作時輸出電流較小,電池容量的不足或漏液、破損很難通過電池巡檢儀發(fā)現,而電池內阻和電池容量的在線測試,準確度依舊不高,其測量精度和可靠程度通常只用于定性分析.所以還是需要運行人員或專職直流維護人員對蓄電池進行定期巡視。
由于電池品牌、型號及電池狀況的不同,應根據實際情況通過監(jiān)控模塊重新調整電池充電參數,以保證電池處于良好工作狀態(tài).蓄電池壽命一般為8~ 10年左右,影響蓄電池壽命的主要因素有:
1、過放電;
2、充電壓設置不合理,充電電流過大或過小;
3、充電設備的性能超標;
4、溫度。
所以,我們不但要定期對蓄電池組做放電實驗,還要定期測試充電
設備的穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度及紋波系數、充電機效率等性能參數。
3.直流系統(tǒng)接地故障探討
直流電源作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，為一些重要常規(guī)負荷、繼電保護及自動裝置、遠動通訊裝置提供不間斷供電電源，并提供事故照明電源。直流系統(tǒng)發(fā)生一點接地，不會產生短路電流，則可繼續(xù)運行。但是必須及時查找接地點并盡快消除接地故障，否則當發(fā)生另一點接地時，就有可能引起信號裝置、繼電保護及自動裝置、斷路器的誤動作或拒絕動作，有可能造成直流電源短路，引起熔斷器熔斷，或快分電源開關斷開，使設備失去操作電源，引發(fā)電力系統(tǒng)嚴重故障乃至事故。因此，不允許直流系統(tǒng)在一點接地情況下長時間運行，必須加強在線監(jiān)測，迅速查找并排除接地故障，杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的電力系統(tǒng)故障
1、直流系統(tǒng)接地查找一般原則
（1）、“直流接地”信號發(fā)出后，可通過直流屏監(jiān)控器和絕緣檢查裝置找出接地支路號及接地狀態(tài)，支路號的排列大都是按直流饋線屏饋線開關從上至下或從左到右的順序，絕緣檢查裝置還可以顯示接地電阻（接地電阻小于15-20千歐時報警），判斷接地程度，可通過絕緣檢查開關判斷正對地、負對地電壓，判斷接地程度。有時絕緣檢查裝置判斷不出支路只報“直流母線接地”，此時有可能直流母線接地，也可能是支路接地。
（2）、直流接地信號發(fā)出后，必須停止二次回路上的工作，值班員應
詳細詢問情況，及時糾正修試人員的不規(guī)范行為。
（3）、利用萬用表測量正對地、負對地電壓，核對絕緣檢查裝置的準確性。萬用表必須是高內阻的，2000歐/伏，否則會造成另一點接地。（4）、試拉變電站事故照明回路。（5）、試拉檢修間直流電源回路。（6）、試拉380伏配電直流電源回路。（7）、試拉通訊遠動電源回路。（8）、解列蓄電池。（9）、解列充電機。
（10）、1段母線負荷倒至2段母線，判斷1段母線是否接地。（11）、使用接地查找儀對控制、保護、信號回路逐一查找。2．造成變電站直流系統(tǒng)接地的幾種原因：
（1）雷雨季節(jié)，室外端子箱或機構箱內潮濕積水導致直流二次回路中的正電源或負電源對地絕緣電阻下降，嚴重者可能到零，從而形成接地。
（2）部分型號手車開關的可動部分與固定部分的連接插頭或插座缺少可靠的絕緣隔離措施，手車來回移動導致其中導線破損，從而使直流回路與開關金屬部分相接觸，從而導致接地。
（3）部分直流系統(tǒng)已運行多年，二次設備絕緣老化、破損，極易出現接地現象。
（4）因施工工藝不嚴格，造成直流回路出現裸線、線頭接觸柜體等，引起接地。
3．查找接地故障的基本原則和方法：
（1）一般處理原則：根據現場運行方式、操作情況、氣候影響來判斷可能接地的地點，按照先室外后室內，先合閘后控制，由總電源到分路電源，逐步縮小范圍的原則，采取拉路尋找、處理的方法。應注意：切斷各專用直流回路的時間不要過長（一般不超過3秒鐘），不論回路接地與否均應合上。
（2）具體處理方法：首先，了解現場直流電源系統(tǒng)構成情況，通過直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置或接地試驗按鈕初步判斷是直流正極接地還是負極接地（以下假設絕緣監(jiān)測可靠，并假設正接地）。然后，瞬時切除所有合閘電源開關，如接地信號消失，說明接地點在合閘回路，應對站內合閘回路用同樣方法拉合負荷開關或解除正電源端，進行分路檢查、判斷；如監(jiān)測裝置仍報接地，則說明接地點在控制、信號等回路，則應進一步用同樣方法檢查直流屏、蓄電池柜及站內各保護屏、控制屏、信號屏及其控制回路。查明接地點屬于哪一輸出電源回路后，應迅速拉合接地回路的直流負荷開關或拔插回路內的正電源保險，并根據絕緣監(jiān)測裝置報警情況判斷接地點在開關（保險）之前或之后。判斷清楚后，根據查出的范圍，迅速解除范圍內相關設備的正極端子，觀察報警信號，判斷接地點是否在這一部分設備內。然后繼續(xù)按照以上原則和方法，逐步縮小查找范圍，直至找出接地點。4．總結：
造成變電站直流系統(tǒng)接地的因素較多，為了較好的解決這一問題，在日常運行維護中還應視具體情況采取不同措施：
（1）嚴格二次設備施工工藝，發(fā)揮主觀能動性，減少接地故障的發(fā)生概率。如對室外端子箱、機構箱等加強密封，加裝防潮除濕設備或材料；對手車開關的活動部位采取措施提高其絕緣性能，如用絕緣材料包裹其線頭部分等，避免因其隨手車活動引起接地；對絕緣老化，已不能滿足對地絕緣電阻要求的控制電纜及有關二次設備及時更換。（2）加強斷路器、隔離開關、手車等一次設備的運行維護管理。嚴格斷路器、隔離開關等具有機械傳動部分設備的操作規(guī)程，避免因操作不合理造成接地故障。
（3）查找處理接地故障時嚴格遵守相關電氣設備檢修運行規(guī)程要求，并結合現場實際條件進行。禁止單人工作，禁止直流電源長時間停止運行（尤其在天氣條件不允許的情況下），拆除、恢復各端子、各開關的時間應盡可能短。
4.怎樣提高變電站直流系統(tǒng)供電可靠性
1 概述 ：
供電公司220KV及以下變電所的直流供電系統(tǒng)為環(huán)狀系統(tǒng)，若一個元件故障可能會引起整個系統(tǒng)的癱瘓，達不到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定的要求。而近兩年來，隨著電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展，保護設備的增多，對直流系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性的要求越來越高，直流系統(tǒng)故障將嚴重影響到系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。針對這一問題我們進行了大量的調查與分析，并發(fā)現220KV及以下變電所的直流供
電系統(tǒng)存在：直流系統(tǒng)接線方式不合理；保護直流回路用交流斷路器；蓄電池和充電裝置數量都不符合要求。2 直流系統(tǒng)供電現狀：
直流系統(tǒng)事故后果嚴重，嚴重的可造成變電所直流系統(tǒng)全部停電，造成一次設備處在沒有保護和監(jiān)視的不可控狀態(tài)，不能反應一次設備的故障，極易造成一次設備事故范圍的擴大，造成區(qū)域電網的大面積停電事故；經過調查發(fā)現，該局的變電所普遍采用環(huán)狀供電方式。環(huán)狀供電方式示意圖
環(huán)狀供電方式是指將兩個獨立的直流供電系統(tǒng)在其下一級直流支路中連接，當分支直流元件故障時，非故障母線將斷開供電回路，這樣擴大了直流故障范圍。嚴重時會使整個變電所處于無直流狀態(tài)下，對系統(tǒng)正常運行造成重大的安全威脅。同時我們對保護直流回路用的斷路器情況進行了統(tǒng)計(見表1)。
表1 各電壓等級變電所保護用直流斷路器配置情況調查表
交流斷路器作為直流電路的保護元件具有局限性。由于交流電流的電弧容易熄滅，故其斷路器的動靜觸點之間的開距小，不能達到拉弧作用，而直流瞬動電流是交流瞬動電流的1．4～2倍，因此在直流回路中斷路器不能可靠斷開，并且致使交流斷路器損壞，從而造成直流系統(tǒng)事故進一步擴大；通過上表我們看到直流系統(tǒng)中采用交流斷路器的二次設備占總設備數的2/3。
我們對2000年以來出現的直流供電系統(tǒng)的缺陷進行了分析，發(fā)現主要存在以下三個方面的問題：
1、直流供電支路故障造成變電所直流供電系統(tǒng)全部停電。
2、直流回路開關損壞嚴重。
3、蓄電池和充電裝置數量都不符合要求。 3.完善直流系統(tǒng)供電方式：
采取輻射狀供電方式，增加蓄電池和充電裝置數據
220KV及以上變電所應滿足兩組蓄電池，且兩套直流電源系統(tǒng)完全獨立，并設兩段獨立的保護電源小母線。 各級直流母線分段開關正常運行時應斷開。
控制直流母線分為兩段，且控制直流母聯(lián)開關正常運行時應斷 15
開。
220KV設備雙套保護裝置的保護電源應取自不同的獨立直流電源系統(tǒng)，接在不同的保護電源小母線。
如果斷路器只有一組跳閘線圈，失靈保護裝置電源和具有遠跳功能裝置的電源應與相對應的斷路器操作電源取自不同的直流電源系統(tǒng)。
采用專用的直流斷路器
根據保險配置情況選購GM型(兩段保護)、GMB型(三段保護)系列直流斷路器，并進行直流斷路器的安秒特性及動作電流的檢驗，并繪制出三段式保護直流斷路器保護特性曲線：
Int-過載長延時斷路器起始動作值
Icu-斷路器極限短路分斷能力 Iop2-斷路器延時動作電流 lopl-短路瞬時斷路器動作電流
通過試驗發(fā)現G系列直流斷路器作為替代直流回路中的交流斷路器，具有良好的三段保護功能。
過載長延時保護：能在故障電流較小時，根據電流的大小進行反延時
動作，能防止線路電纜發(fā)熱進而造成絕緣破壞和起火。
短路短延保護：能夠防止越級動作帶來的事故擴大，保證故障電流僅僅由距離故障點最近的斷路器來切除，還可作為下一級保護的后備保護
短路瞬時保護：能夠在故障電流較大時瞬時切除故障回路，避免對設備及線路的動穩(wěn)定性帶來較大的危害。結束語：
為防止和杜絕變電所直流系統(tǒng)事故，確保電網的安全穩(wěn)定運行，我們對變電所的直流系統(tǒng)的不足做了進一步完善，消除了造成直流系統(tǒng)故障的安全隱患，進一步減小了變電所發(fā)生直流系統(tǒng)事故的可能性，在保證直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時也保證了繼電保護及自動裝置的可靠運行。
5.如何有效利用其資源
變電所直流系統(tǒng)為繼電保護以及開關機構提供保護、信號、動力能源；變電所UPS為遠動、通訊、微機監(jiān)控裝置提供不間斷的電源。
多年來，根據各變電所直流設備運行現狀，發(fā)現從設計、規(guī)劃、審批、運行、維護等環(huán)節(jié)存在管理弊端，不同程度地造成設備重復投資、資源浪費等現象。
近年來，隨著兩網改造，設備更新升級，變電所的繼電保護及其自動化使得當地監(jiān)控、信息數據采集、計量等專業(yè)相互滲透。對于變電所直流系統(tǒng)，如在變電所直流系統(tǒng)電源保證安全可靠性的前提下，即直流系統(tǒng)蓄電池容量和絕緣水平滿足運行參數要求，變電所UPS實現集中配置(廢除UPS自帶蓄電池配置)是可行的。
1 變電所交、直流電源運行
(1)所用電380/220V低壓系統(tǒng)：
變電所所用電380/220V系統(tǒng)電源的質量、可靠性較差。主要表現為：
①交流失電(全所失電、互投時間間隔長、暫態(tài)停電)；
②欠壓、過壓(一般變電所自備電源較高，末端所電壓不易調節(jié)，閃變)；
③電壓短時波動(如電氣化鐵路干擾，諧波畸變，電壓聚降、瞬變)；
④電壓三相不平衡(所內負載不平衡，中性線斷)；
⑤二次設備共模、差模超標(接地和泄露電流)等故障。
對于變電所的綜合自動化裝置、計算機監(jiān)控、遠動裝置、信息數據采
集、微機保護、脈沖式電能表等采用靜態(tài)電路，設備對電壓質量及供電連續(xù)性要求較高。一旦計算機失電造成死機、遠動信息數據采集失電造成丟失數據、電源產生的問題等導致設備誤操作將造成更大的損失。
鑒于以上原因，許多變電所配置了UPS電源，但多見于分散配置，各成一體。
(2)變電所UPS不間斷電源：
變電所UPS不間斷電源，供給遠動自動化、信息數據采集、微機監(jiān)控、電力通訊等電源。在許多變電所內，由于UPS維護不善造成蓄電池容量不足，交流斷電后，由于電壓過低而自動關機，使得設備電源中斷，不能正常工作。
(3)變電所直流系統(tǒng)：
變電所直流系統(tǒng)作為操作電源，供給斷路器分合閘及二次回路的儀器儀表、繼電保護、控制、事故照明及自動裝置電源。
近年來，接受以往事故教訓，專業(yè)人員在研討繼電保護反措和直流系統(tǒng)反措中，均提出了雙重化配置要求，對220kV變電所的直流系統(tǒng)進行了3＋2配置(三臺充電機、兩組蓄電池)單母分段互聯(lián)式接線改造。對繼電保護實現獨立保護、獨立電源，主保護的線路、變壓器、母線雙重化保護專用供電，實現保護裝置跳閘線圈雙重化，控制、保護電源分開。由兩套獨立(可相互備用)直流系統(tǒng)供電。
2改造目標 ：
通過對變電所直流系統(tǒng)實施技術改造，要求變電所直流系統(tǒng)的管
理水平、運行維護和設備健康水平均達到100％。同時，還要使變電所直流系統(tǒng)資源得以充分有效利用。
(1)目標制定：
①加強變電所直流系統(tǒng)運行維護管理。
②對直流系統(tǒng)為UPS提供電源可行性、安全性進行評估、計算，并付諸實施。應用后充分體現了UPS使用直流系統(tǒng)供電的優(yōu)點。
③規(guī)范運行管理，有效利用直流系統(tǒng)。對于改造后的變電所，由生產技術部門協(xié)調歸口管理。
(2)可行性分析：
①體制管理：變電所直流系統(tǒng)就是為變電所繼電保護及其自動裝置服務的。但從變電所進行自動化實現四遙，改造變電所直流系統(tǒng)與UPS電源從設計、規(guī)劃、審批及體制管理上就分開了。直流設備由檢修專業(yè)班維護變電所直流系統(tǒng)，遠動通訊專業(yè)班則維護UPS不間斷電源。變電所運行人員一般只對直流系統(tǒng)做定期維護監(jiān)測，而對于UPS電源形成無人維護。
②設備投資：變電所220kV以上及重要的110kV變電所直流系統(tǒng)雙重化3＋2配置后，完全可以滿足繼電保護及其自動裝置的參數要求。上級在此投資是原來設備的兩倍，而有些變電所還在設計安裝UPS不間斷電源單設蓄電池組。這無疑會造成重復投資浪費。
③絕緣要求：變電所直流系統(tǒng)與變電所通訊電源用直流電源運行方式不同，有可能造成變電所直流系統(tǒng)絕緣降低，影響系統(tǒng)穩(wěn)定。對于遠動通訊電源應該區(qū)別對待，如通訊電源從變電所蓄電池抽頭現象必須
杜絕，但在絕緣要求滿足的前提條件下，完全可以集中配置蓄電池。
3 實施方案 ：
(1)要求各專業(yè)分工明確，不留死角：
①歸口管理，直流專業(yè)不能單一只維護充電機、蓄電池組，還應考慮直流系統(tǒng)的完整性。如饋出回路輻射、環(huán)路完整、負荷分配、運行方式、接線方式、熔斷器及空氣開關級差配置、電壓質量、直流系統(tǒng)絕緣水平等，應滿足繼電保護及其自動裝置參數要求。
②對設計維護人員要求專業(yè)相互滲透。因為繼保、遠動、通訊、計量、直流專業(yè)就是電力系統(tǒng)及其自動化的各分支專業(yè)，所以各專業(yè)有必然的聯(lián)系。
③過去有些變電所通訊電源有在直流系統(tǒng)蓄電池中抽頭的現象，由于影響直流系統(tǒng)蓄電池內阻、容量，通過落實反措以及整改，已將這種方式消除。對于小容量的載波機以及通訊用計算機UPS，只要滿足絕緣要求，可以使用直流系統(tǒng)電源。對于大容量程控交換機、光纖通訊、微波通道，考慮到其獨立性以及使用蓄電池運行方式不同，通訊電源UPS設置自備電源。
(2)集中配置：
①變電所UPS使用變電所直流系統(tǒng)蓄電池，可以不用自配蓄電池組，這樣，可以節(jié)約自備電池以及占地空間，還可以避免重復維護。
②使用直流系統(tǒng)逆變電源，能夠防止所用電系統(tǒng)的暫態(tài)干擾進入負荷側。
③一般商用UPS自備電池，放電時間是在10～15min，時間短；工業(yè)
用UPS裝置自備電池放電在30min。采用直流系統(tǒng)蓄電池可以保證事故停電1h使用。
④利用直流系統(tǒng)容量優(yōu)勢，全所集中配置UPS系統(tǒng)，并實現雙重化配置。交流電源使用所用電各段母線電源，直流電源分別使用直流系統(tǒng)各段電源(110kV以上無人值守變電所、較重要的樞紐變電所)。
(3)評估：
①雙重化3＋2配置后，蓄電池容量增加一倍，而保護自動裝置通過更換節(jié)能信號燈、節(jié)能光子牌，使電磁繼電器減少，相對負荷電流也減小，因而可使事故情況下蓄電池容量充足，完全能滿足規(guī)程要求的全所停電情況下，1h連續(xù)供電。
②變電所逐年改造使斷路器電磁機構基本退出，而更換成真空開關或彈簧、儲能機構以及液壓機構，其合閘動力電流減小，故對蓄電池事故放電能完全滿足瞬時放電曲線要求。
③對于小容量電力載波機、通訊設備只要運行方式不影響直流系統(tǒng)絕緣，可以經開關電源使用直流系統(tǒng)。
④直流系統(tǒng)饋出回路增加，勢必影響直流系統(tǒng)絕緣。其實從UPS電源原理上說，正常時UPS裝置使用交流，當交流回路失電后裝置自動投切直流電源，而投切回路已明確交流電源是接地回路，直流電源是絕緣回路。
⑤充電機容量：變電所充電機一般滿足"均充方式電流＋負荷電流＋冗余度"。對于UPS負荷：a)交流不間斷電源UPS是當交流失電后，22
自動切換直流電源的；b)有些進口UPS不設整流器而直接接直流母線,故在浮充、恒壓限流方式下能滿足新增負荷要求。
4 結論 ：
實踐證明：有效利用變電所直流系統(tǒng)資源，對于電力運行維護、設備投資和環(huán)境保護都具有重要意義。今后，應當根據變電所電源的獨特性，對110kV及以上重要變電所、樞紐所、無人值守所以及綜合自動化變電所的所用電交流380/220V、直流系統(tǒng)220/110V、不間斷UPS電源統(tǒng)一考慮，集中配置，以滿足繼保、遠動、通訊等設備的電源要求。
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