1、无人值班变电所中的直流系统改造意见摘要：针对变电所进行无人值班改造后的具体运行管理，结合安全性评价、反措的要求和当前流行的趋势，详细介绍了直流系统的改造要求、选用配置和运行维护方面的一些参考意见。关键词：直流系统；选用；运行维护直流电源作为变电所控制、保护等系统的工作电源，一旦失去，势必造成不可想象的严重后果。因此，直流系统是变电所极其重要的一部分，对无人值班变电所来讲尤其重要。直流电源系统一般由交流输入部分、直流充电设备、蓄电池组、直流接线以及直流负荷等部分组成。1 直流系统的现状目前变电所中尚未改造的直流系统中条件一般比较落后，不满足无人值班的要求。交流输入一般设有两路，分别接自所用变压器
2、上不同的两组交流电源，有的已经实现自动投切。直流充电设备能力有限，功能不全，故障后会影响到直流系统正常的运作，给蓄电池带来较大的负担。采用蓄电池组以镉镍电池最多，一般功能有限，维护量大，并且使用寿命较短。铅酸蓄电池是 20 世纪 90 年代使用较多的，功能有所增强，有一定的维护量，需要专门的蓄电池室，但寿命相对较长。这些蓄电池功能一般，维护周期短，工作量大，需要配备专门的蓄电池室，不带自动放电装置，一般只靠外接电阻实现放电，需要专门的维护人员，而且电池寿命不长。直流系统接线有待简化，供电可靠性不高，辅助设备精度小、工作量大。接线中同时设有合闸母线和控制母线：一方面，为提供合闸电流，并且保证合闸
3、母线电压符合要求，需要合闸母线电压较额定电压高510；另一方面，为满足和保证各装置、保护的正常运行，另设控制母线，电压低于合闸母线，而且要求电压平稳，并在规定范围内。调压装置复杂、故障几率多，需要手动调节。直流系统负荷多、容量大，一旦冲击电流突然增大时，对正常的负荷有影响。2 直流系统的改造要求和选用直流系统的交流输入可直接取自所用变电所电源。一般可选择双回路进线，可相互备用自动投切模式。直流充电设备应保证对正常的直流负荷供电外，还需要补偿蓄电池组的自放电损耗。蓄电池组在放电后，特别是在变电所事故发生后，还应及时快速地给予补充充电，使蓄电池组能在较短的时间内恢复到正常的容量。直流充电设备是交直
4、流变换设备，一般根据容量和负荷情况可设立几组，各组均可独立工作，互不影响。充电装置优先选用高频开关整流装置，实际设计时，可根据接线情况，决定同时选用几组高频开关整流装置。各组开关均能独立工作，按照最大负荷来选择开关的容量；充电装置应具有稳压、稳流及限流性能，并能够长期连续工作，充电装置的主要技术参数见表 1。其交流输入宜为三相制额定频率为 50 Hz ，额定电压为 380V10% 。充电装置的额定电流应满足浮充电电流要求、大于初充电电流、大于均衡充电电流；充电装置的输出电压调节范围应满足蓄电池放电末期和充电末期电压的要求，长期工作电压一般为 230V ；充电装置对谐波干扰、电池兼容、均流系数、
5、功率因数等指标也应合格。最关键的是直流充电装置，应具备微机自动控制功能，正常以全浮充电方式运行，并可按照已设置的要求自动均衡充电。 蓄电池组主要为交流电源或充电设备故障后，提供事故时的直流电源，确保其他系统的正常运作。为满足无人值班变电所的工作要求，蓄电池的工作能力必然需要更强，而维护工作量必然更少，容量足够大，电池质量足够高，配备自动功能，并最好带有自动放电装置的。2.1 选用阀控式密封蓄电池（少维护或免维护型）装设两组相同电压的蓄电池组时，对于控制负荷，每组应按照全部负荷考虑；对于直流事故照明负荷，每组可按照全部负荷的 60以上的标准考虑；对于动力负荷和通信事故负荷，宜平均设置在两组蓄电池
6、上。110kV（中型）及以下变电所可只设一组蓄电池，容量可选择为 100Ah。可选用具有蓄电池运行维护功能的放电装置。因为蓄电池的个数较多，故障的几率最大。从运行情况来看，直流系统中出故障最多的也就是蓄电池。所以在新投运蓄电池组前，应严格要求对蓄电池进行核对性充放电试验，淘汰不合格的电池。2.2 确定直流系统接线方式根据变电所的实际负荷情况确定直流系统接线方式，并应考虑接线可靠、简洁。直流系统接线可按照实际情况而定，重要变电所选用单母线分段为宜，小变电所可直接采用单母线方式。单母线分段接线应考虑能在运行切换中不中断供电；不设合闸小母线。对原先的一些断路器操作机构应考虑技术改造，尽量选用分合闸电
7、流较小，操作可靠的机构。2.3 直流电源应配逆变电源直流系统除了提供控制、保护等系统电源外，还提供通信逆变电源、防误逆变电源，以及后台主机、打印机等使用的逆变电源。通讯装置直接采用 DC/DC 直流变换器；直流主回路及馈线回路的操作设备和保护设备采用直流断路器，应考虑上下级保护的配合，且上下级断路器的保护应有选择性；可设置防误系统等专用的逆变电源；信号回路不得与其它任何回路混用；保护装置的直流电源与各相关的操作回路均应有专用断路器供电；相同设备不同的保护装置的直流回路、不同跳闸线圈应有专用断路器供电，所有独立保护装置都应有直流电源断电的自动报警回路。2.4 直流电源的功能直流系统应具有过流、过
8、压、欠压、绝缘监察、交流失压、交流缺相等保护及声光报警的功能。继电保护定值设置见表 2。直流系统的继电保护定值表 2 直流系统的继电保护定值3 直流系统的运行维护交流输入部分需要定期检查、定期试验其投切良好，UPS 工作是否正常运转，温度是否正常，无异常声响等。充电模块则需要检查其工作情况，相同几组模块的工作条件应有相差不大的工作能力，电流电压的输入输出大小应接近，三相输入是否平衡或者缺相，运行噪音无异常。若发现异常后则可根据模块的状态决定是否退出运行。蓄电池组无论是免维护电池、还是少维护电池，均要进行定期的巡视、检查，每年作核对性充放电试验，定期测量蓄电池的电阻和端电压，一旦发现低质量或能力
9、下降的应立即予以调换。检验时，端电压为 220V的蓄电池组绝缘电阻不得小于 200k。当采用蓄电池组在正常浮充电运行方式下，直流母线电压应为直流系统电压的 105 ；其它运行方式下，直流系统母线电压，不应超出直流用电设备所允许的电压波动范围：直流母线应在直流系统额定电压的85110范围内；应当保证直流电源在规定的范围内，微机保护装置对直流电源的要求见表 3。对直流系统的负荷来讲，各出线的断路器应当能够反应本线路上的故障，并迅速起到保护作用；而各间隔支线上的断路器则只保护本身的，而且动作值更小、动作时间更短。所以，一旦发现哪里的断路器跳开又不能恢复的，可以立即判断出故障的范围。因此，直流熔丝配置
10、图的定期检查核对必不可少。一旦新增或改造直流电源线路，对断路器、熔断器熔丝的级差配合情况，也应作检查核对。同时，对所用的断路器和熔丝都应有详细的备品记录和足够数量的备件。巡视时，可利用系统配置的微机监控系统作自诊断和显示，查看历史记录，尽可能多了解系统的状态。巡视时最应关心检查交流电压输入值、充电装置输出的电压电流值，蓄电池组的电压、直流母线电压、浮充电流值及绝缘电压值是否正常，其它还有如蓄电池的桩头应包裹严密，无氧化，蓄电池的电压和电阻是否正常，信号回路是否完整等等，发现缺陷后应及时汇报处理。4 直流系统的其他注意事项应按照规定周期对绝缘监察装置、电压监察装置以及测量表计进行定期校验，主要设备、主要线路的仪表应每年检验一次，其它的至少 4年检验一次。对充电装置的性能（稳压、稳流精度和纹波系数）应校验其是否满足规程和反措要求；对直流系统的保护及声光报警的检验也必不可少。
