论文部分内容阅读
摘 要：文章主要结合某厂110kV变电站接入系统设计实例，分析该站直流系统接线存在的不足与设备现状，并通过对环网式、辐射式供电方式的比较和优化方案的探讨，得出了适用于该站的直流系统接线方案，旨在不断地满足了其工厂的供电的需求与安全。
关键词：110kV变电站；直流系统；接线方式
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
变电站直流系统是变电站二次系统中主要的组成部分，它主要提供继电保护、自动控制 测量、信号等控制负荷以及断路器储能电源，交流不停电装置电源、事故照明电源等动力负荷。近年来，随着电力技术的发展，国家相关部门明确规定新、扩建或者改造的变电站直流系统的馈出线网络应该采用辐射式供电方式，不应采用环状式供电。因此，本文结合笔者的工作实践，提出了某厂新建110kV变电站直流系统的优化方案。
一、工程概况
某厂新建110kV 变电站投入使用。变电站进线来自电网公司某变电站的110KV I回和II回。主变压器配置3台63000kVA，运行方式为：2用1备；110kV 主接线采用扩大外桥接线方式；35kV 设计出线回路12 回，35 kV为双母线分段接线方式 110kV 回路正常运行为分列运行，最大运行方式为110 kV 单回路带2 台主变，工作电流最大可达661A，供电能力达到115MW。
二、变电站接入系统现状
站内装设2台100 kVA 35/0. 4kV干式曲折型变压器，作为站用低压电源，分别挂35kV I 段、II段母线，由PLC 控制备用電源自投完成备自投功能，另外从下级35kV降压站引入一回380V电源作为第3备用应急电源。该站采用直流系统接入，电压采用220V，配置2套100A·h 免维护铅酸蓄电池作为直流电源，供变电站的操作电源及事故照明。
三、变电站接入系统设计
3.1 直流系统的配置
本站直流系统配备有2套，1用1备，系统网络采用环网式供电方式，每套直流系统配置馈线屏一面，馈出线共16回，其中5个回路为备用回路，16个回路中有10个回路采用额定电流为32A的小型断路器，6个回路采用额定电流63A的断路器。直流回路空气开关配置如表1。
馈线回路直流系统配置中I段、II段直流母线上带有主控制室保护计量装置屏(深圳中电)直流电源I、II路、逆变装置直流电源I、II路、1#、2#消弧线圈自动消谐装置电源 110 kV－Compass 组合电气控制电源、1#、2#站用变及母联断路器控制电源、35kV保护测控装置电源、1#、2#、3#主变消防系统电源、110kV 线路保护装置电源、110kV－Compass 组合电气储能电源、35kV断路器储能电源、充电机出口开关。
3.2 直流系统分析
因该站最初设计方案建设工期较长，所以在施工时候没有提出方案的修改工作。笔者曾参与整个站的工程建设，在施工中发现了变电站直流系统环网结构存在缺陷：当直流馈线支路中某控制回路产生故障时，其它控制回路将断开供电回路，导致无法进行设备使用及操作，所以必须对直流系统接线方式进行优化。实际上，从各电压等级变电站分析，辐射式供电和环网式供电并不相互矛盾，应该对其进行优化，将两者有机地结合统一起来。
3.3 直流系统优化方案
考虑到110kV 电压等级侧的直流馈线网络，主控室保护计量装置屏(深圳中电)中未将110kV侧以及主变装置电源相互独立。按设计分析，直流系统预留备用回路不够，因此需要进行整合，取消主控室中电装置直流电源馈线回路，3台主变保护测控电源、外桥保护测控电源分别从直流母线上取，设置独立空气开关馈线回路。改造直流回路空气开关配置如表2。
从配置表可以看出主变控制屏电源单独从直流母线上取，主变保护、差动、高低后备、非电量可以从主变保护测控装置电源处，分接出2路电源，电压切换装置电源又分接1路电源，形成整屏的辐射。
35kV高压配电室各出线柜的保护装置，由于单元数量较多，与设置在主控室的直流屏距离较远，馈线网络宜保留现有环网式直流供电，如改为辐射式，需要增加大量电缆数量及空开数量，必要时还要增加馈线屏，投资较大。此外35kV断路器储能电源已经与控制保护电源相互独立，所以不需要进行优化。
直流母线分段开关在正常运行时断开，优化后的直流系统空开必须配置专用直流空开，不采用交直流两用型空气开关，上下级空开配置应保证2～4级级差，电源端选择上限，网络末端选择下限。
3.4 优化后的直流系统
优化后的直流系统馈线减少了许多公用部分，每个重要负荷回路相互独立，完全进行了电气隔离，当某个回路发生接地短路故障，不会影响其他回路供电情况，可以快速准确确定接地故障，提高了查找的速度，大大提高了供电的可靠性。此种接线方式，馈线回路清晰，便于直流系统的运行维护工作： 方便运行操作人员操作与维护，而且降低了因误操作造成直流大面积停电的可能性。
但优化后的直流系统施工难度较大，需要将二次回路测量、控制、信号等接线进行区分，增加了电缆长度及直流空气开关的数量，必要时还需要增加直流馈线屏。由于原设计及场地限制，只能在现有直流馈线屏上利用备用电源，新增设直流馈线回路，因此必须一次规划合理，充分利用直流系统的余留度进行施工。
此方案针对变电站现有的设备及资源进行优化，对其它早期变电站采用直流环网供电方式的系统改造，具有一定的借鉴及推广价值 如新建厂区中的变电站，可以考虑多增设几面馈线屏，按间隔性质作用进行分类配置，虽然增加部分投资，但在整个站的投资中只占到极小的部分，从变电站长远运行情况看是值得的，不但方便设备操作维护，而且设备可靠性有了很大提高，保证了供电系统的安全稳定运行。
四、结束语
总之，直流系统作为变电站二次系统中的重要组成部分，其运行直接关系到变电站设备以及电网是否能够安全可靠运行。本文结合某厂新建110kV 变电站直流馈线系统改造进行分析，在工程建设中提出了优化方案：结合电力发展新技术，将变电站直流系统供电模式由环网式改造为辐射式与环网式相结合的模式，才能使供电系统安全可持续发展。
参考文献
[1]GB/T 19826-2005．电力工程直流电源设备通用技术条件和安全要求[S]．
[2]DL 724-2000．电力系统用蓄电池直流电源装置运行维护规程[S]．
[3]DL/T 5044-2004．电力工程直流系统设计技术规程[S]．
[4]陈刚.夏慧平110kV变电站直流供电接线方案探讨[J].农村电工，2012（03）.
关键词：110kV变电站；直流系统；接线方式
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
变电站直流系统是变电站二次系统中主要的组成部分，它主要提供继电保护、自动控制 测量、信号等控制负荷以及断路器储能电源，交流不停电装置电源、事故照明电源等动力负荷。近年来，随着电力技术的发展，国家相关部门明确规定新、扩建或者改造的变电站直流系统的馈出线网络应该采用辐射式供电方式，不应采用环状式供电。因此，本文结合笔者的工作实践，提出了某厂新建110kV变电站直流系统的优化方案。
一、工程概况
某厂新建110kV 变电站投入使用。变电站进线来自电网公司某变电站的110KV I回和II回。主变压器配置3台63000kVA，运行方式为：2用1备；110kV 主接线采用扩大外桥接线方式；35kV 设计出线回路12 回，35 kV为双母线分段接线方式 110kV 回路正常运行为分列运行，最大运行方式为110 kV 单回路带2 台主变，工作电流最大可达661A，供电能力达到115MW。
二、变电站接入系统现状
站内装设2台100 kVA 35/0. 4kV干式曲折型变压器，作为站用低压电源，分别挂35kV I 段、II段母线，由PLC 控制备用電源自投完成备自投功能，另外从下级35kV降压站引入一回380V电源作为第3备用应急电源。该站采用直流系统接入，电压采用220V，配置2套100A·h 免维护铅酸蓄电池作为直流电源，供变电站的操作电源及事故照明。
三、变电站接入系统设计
3.1 直流系统的配置
本站直流系统配备有2套，1用1备，系统网络采用环网式供电方式，每套直流系统配置馈线屏一面，馈出线共16回，其中5个回路为备用回路，16个回路中有10个回路采用额定电流为32A的小型断路器，6个回路采用额定电流63A的断路器。直流回路空气开关配置如表1。
馈线回路直流系统配置中I段、II段直流母线上带有主控制室保护计量装置屏(深圳中电)直流电源I、II路、逆变装置直流电源I、II路、1#、2#消弧线圈自动消谐装置电源 110 kV－Compass 组合电气控制电源、1#、2#站用变及母联断路器控制电源、35kV保护测控装置电源、1#、2#、3#主变消防系统电源、110kV 线路保护装置电源、110kV－Compass 组合电气储能电源、35kV断路器储能电源、充电机出口开关。
3.2 直流系统分析
因该站最初设计方案建设工期较长，所以在施工时候没有提出方案的修改工作。笔者曾参与整个站的工程建设，在施工中发现了变电站直流系统环网结构存在缺陷：当直流馈线支路中某控制回路产生故障时，其它控制回路将断开供电回路，导致无法进行设备使用及操作，所以必须对直流系统接线方式进行优化。实际上，从各电压等级变电站分析，辐射式供电和环网式供电并不相互矛盾，应该对其进行优化，将两者有机地结合统一起来。
3.3 直流系统优化方案
考虑到110kV 电压等级侧的直流馈线网络，主控室保护计量装置屏(深圳中电)中未将110kV侧以及主变装置电源相互独立。按设计分析，直流系统预留备用回路不够，因此需要进行整合，取消主控室中电装置直流电源馈线回路，3台主变保护测控电源、外桥保护测控电源分别从直流母线上取，设置独立空气开关馈线回路。改造直流回路空气开关配置如表2。
从配置表可以看出主变控制屏电源单独从直流母线上取，主变保护、差动、高低后备、非电量可以从主变保护测控装置电源处，分接出2路电源，电压切换装置电源又分接1路电源，形成整屏的辐射。
35kV高压配电室各出线柜的保护装置，由于单元数量较多，与设置在主控室的直流屏距离较远，馈线网络宜保留现有环网式直流供电，如改为辐射式，需要增加大量电缆数量及空开数量，必要时还要增加馈线屏，投资较大。此外35kV断路器储能电源已经与控制保护电源相互独立，所以不需要进行优化。
直流母线分段开关在正常运行时断开，优化后的直流系统空开必须配置专用直流空开，不采用交直流两用型空气开关，上下级空开配置应保证2～4级级差，电源端选择上限，网络末端选择下限。
3.4 优化后的直流系统
优化后的直流系统馈线减少了许多公用部分，每个重要负荷回路相互独立，完全进行了电气隔离，当某个回路发生接地短路故障，不会影响其他回路供电情况，可以快速准确确定接地故障，提高了查找的速度，大大提高了供电的可靠性。此种接线方式，馈线回路清晰，便于直流系统的运行维护工作： 方便运行操作人员操作与维护，而且降低了因误操作造成直流大面积停电的可能性。
但优化后的直流系统施工难度较大，需要将二次回路测量、控制、信号等接线进行区分，增加了电缆长度及直流空气开关的数量，必要时还需要增加直流馈线屏。由于原设计及场地限制，只能在现有直流馈线屏上利用备用电源，新增设直流馈线回路，因此必须一次规划合理，充分利用直流系统的余留度进行施工。
此方案针对变电站现有的设备及资源进行优化，对其它早期变电站采用直流环网供电方式的系统改造，具有一定的借鉴及推广价值 如新建厂区中的变电站，可以考虑多增设几面馈线屏，按间隔性质作用进行分类配置，虽然增加部分投资，但在整个站的投资中只占到极小的部分，从变电站长远运行情况看是值得的，不但方便设备操作维护，而且设备可靠性有了很大提高，保证了供电系统的安全稳定运行。
四、结束语
总之，直流系统作为变电站二次系统中的重要组成部分，其运行直接关系到变电站设备以及电网是否能够安全可靠运行。本文结合某厂新建110kV 变电站直流馈线系统改造进行分析，在工程建设中提出了优化方案：结合电力发展新技术，将变电站直流系统供电模式由环网式改造为辐射式与环网式相结合的模式，才能使供电系统安全可持续发展。
参考文献
[1]GB/T 19826-2005．电力工程直流电源设备通用技术条件和安全要求[S]．
[2]DL 724-2000．电力系统用蓄电池直流电源装置运行维护规程[S]．
[3]DL/T 5044-2004．电力工程直流系统设计技术规程[S]．
[4]陈刚.夏慧平110kV变电站直流供电接线方案探讨[J].农村电工，2012（03）.