【摘 要】 變電站直流系統(tǒng)改造過程中經(jīng)常會遇到重要負(fù)荷不停電轉(zhuǎn)移問題，針對重要負(fù)荷不停電轉(zhuǎn)移問題進(jìn)行了深入研究，給出了解決方法，為其他500kV變電站直流系統(tǒng)改造過程中遇到重要負(fù)荷不停電轉(zhuǎn)移提供一定參考。

【關(guān)鍵詞】 500kV變電站；帶負(fù)荷；直流系統(tǒng)

1 引言

500kV沙塘變電站是一座綜合自動化變電站，位于柳州市柳北區(qū)沙塘鎮(zhèn)，距市中心25公里，占地面積112畝。首期工程1993年開工建設(shè)，1995年6月8日投產(chǎn)運(yùn)行。2002年、2007年分別配合“西電東送”、龍灘送出進(jìn)行了擴(kuò)建、改建。全站現(xiàn)有兩組容量為750MVA的自耦變壓器，所有斷路器均為六氟化硫斷路器，站內(nèi)500kV、220kV系統(tǒng)均采用3/2接線。其中500kV有8個間隔6回出線，3組高抗；220kV有18個間隔10回出線；35kV系統(tǒng)采用單母線分段接線方式，主要供給站用電負(fù)荷，同時并有6組低壓電抗器和2組電容器，作為無功補(bǔ)償裝置用以調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓。二次部分為微機(jī)多重化保護(hù)配置，監(jiān)控系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信和遙控功能。

500kV沙塘變電站投產(chǎn)20年以來直流系統(tǒng)未進(jìn)行過大的改造工作，站內(nèi)直流系統(tǒng)近年來運(yùn)行故障次數(shù)明顯增多，站內(nèi)直流系統(tǒng)是變電站的重要組成部分，為了不影響變電站內(nèi)其他設(shè)備正常運(yùn)行，站內(nèi)直流系統(tǒng)更換改造工作迫在眉睫，然而重要負(fù)荷不停電轉(zhuǎn)移工作則成為施工過程中的一大難點(diǎn)。

2 500kV沙塘變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀分析

2.1沙塘變電站舊直流系統(tǒng)運(yùn)行已久，為保證直流系統(tǒng)安全可靠的為變電站提供電源，需將原有的舊直流系統(tǒng)更換為容量更大、供電可靠性更高的新直流系統(tǒng)，也為以后擴(kuò)建、增容提供準(zhǔn)備。由于變電站一次設(shè)備不能全停，而直流系統(tǒng)中的每條直流負(fù)荷需要逐個從舊直流系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到新直流系統(tǒng)中，因此直流系統(tǒng)負(fù)荷的轉(zhuǎn)移就變漫長而又困難的改造工作。

2.2沙塘變電站舊直流系統(tǒng)運(yùn)行情況分析

沙塘變電站舊直流系統(tǒng)由兩組蓄電池、三面充電機(jī)柜、兩面直流主屏及六面直流分屏組成。兩組蓄電池組分別由104只單節(jié)蓄電池組成，每組容量為300Ah，電池組配備BST2000B電池巡檢儀監(jiān)視每節(jié)電池運(yùn)行情況；充電機(jī)柜為深圳奧特迅電力設(shè)備公司生產(chǎn)的ATC230M10，每面柜由5個ATC230M10模塊并列組成；兩面直流主屏分別為六面直流分屏均衡分配負(fù)荷；六面直流分屏分別布置在500kV繼電器室及220kV繼電器室，通過空氣小空開分別向繼電器室所有設(shè)備提供直流電源。

舊直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時（見圖1），#1充電機(jī)柜出口開關(guān)1DK置于直流母線I段，#2充電機(jī)柜出口開關(guān)2DK置于直流母線II段，#1組蓄電池出口開關(guān)3DK及#2組蓄電池出口開關(guān)4DK在合閘狀態(tài)，#3充電機(jī)柜出口開關(guān)6DK及直流母線I、II段母聯(lián)開關(guān)5DK處于斷開位置。

2.3沙塘變電站新直流系統(tǒng)運(yùn)行情況分析

沙塘變電站在不影響舊直流系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下在備用位置安裝一套新直流系統(tǒng)，新直流系統(tǒng)由兩組蓄電池、兩面充電機(jī)柜、兩面直流主屏及八面直流分屏組成。兩組蓄電池組分別由103只單節(jié)蓄電池組成，每組容量為600Ah，是舊直流系統(tǒng)蓄電池容量的兩倍，能夠滿足以后擴(kuò)建增容的要求，電池組配備BATM30B電池巡檢儀監(jiān)視每節(jié)電池運(yùn)行情況；充電機(jī)柜為深圳奧特迅電力設(shè)備公司生產(chǎn)的ATC230M30III，每面柜由5個ATC230M30III模塊并列組成；兩面直流主屏分別為八面直流分屏均衡分配負(fù)荷；八面直流分屏分別布置在500kV繼電器室及220kV繼電器室備用位置，通過空氣小空開分別向繼電器室所有設(shè)備提供直流電源。

新直流系統(tǒng)正常運(yùn)行時（見圖2），#1充電機(jī)柜出口開關(guān)1DK置于直流母線I段，#2充電機(jī)柜出口開關(guān)2DK置于直流母線II段，#1組蓄電池出口開關(guān)3DK及#2組蓄電池出口開關(guān)4DK在合閘狀態(tài)，直流母線I、II段母聯(lián)開關(guān)5DK處于斷開位置。

3 直流系統(tǒng)改造中帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移直流電源方法的可行性研究

3.1沙塘變電站直流系統(tǒng)直流負(fù)荷的分析

運(yùn)行中的變電站一般分為不允許停電的重要負(fù)荷和允許停電的一般負(fù)荷。允許停電的一般負(fù)荷停電后不會影響變電站的正常運(yùn)行；不允許停電的重要負(fù)荷一般為運(yùn)行中的線路、母線及主變保護(hù)等直流電源，如運(yùn)行線路的線路保護(hù)停電時，會導(dǎo)致運(yùn)行中的線路故障時線路保護(hù)拒動；運(yùn)動裝置直流電源停電時，變電站遙測、遙信將不能及時上傳遠(yuǎn)方調(diào)度。

3.2直流系統(tǒng)改造中帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移直流電源的方法

流系統(tǒng)改造工程中帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移直流電源最常見的一種方法就是：首先用一根臨時電纜將新直流電源并入需要轉(zhuǎn)移的直流負(fù)荷，然后將舊直流電源斷開拆除，再將新的正式直流電源接入，最后將臨時新直流電源斷開拆除，這種方法快速高效，在直流系統(tǒng)改造工程中大量采用，但是必須要求直流負(fù)荷端子正負(fù)極至少分別有一個備用端子，而且在新舊直流電源并接的時候會產(chǎn)生不平衡電流，此電流達(dá)到一定值時有可能使新、舊直流饋線柜內(nèi)空氣開關(guān)跳閘，導(dǎo)致直流負(fù)荷失電。另一種方法則為：首先將舊直流電源解耦后并入直流負(fù)荷端子，然后拆除未解耦的舊直流電源，再將解耦過的新直流電源并入直流負(fù)荷，再將解耦過的舊直流電源拆除，再將正式用的新直流電源并入負(fù)荷端子，最后將解耦后的新直流電源拆除。這種方法步驟較多，實(shí)現(xiàn)過程比較復(fù)雜，并且要求直流負(fù)荷正負(fù)極端子至少分別有一個備用端子，但是此方法安全穩(wěn)定，不會產(chǎn)生不平衡電流。

3.3沙塘變電站直流系統(tǒng)直流負(fù)荷不停電轉(zhuǎn)移可行性的分析

沙塘變電站舊直流饋線柜內(nèi)直流饋線配置的斷路器空氣開關(guān)型號為施耐德梅蘭日蘭Multi9C45N15A，而新直流饋線柜內(nèi)直流饋線配置的斷路器空氣開關(guān)型號為Schneider ElectricC65H-DCC16A，沙塘變電站某時刻帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移直流電源時新舊直流系統(tǒng)電壓、電流值見下表：

沙塘變電站帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移直流電源采用上述第一種方法時，就得考慮新舊直流系統(tǒng)并接時所產(chǎn)生的不平衡電流大小，其等效電路如下圖3

進(jìn)行不停電轉(zhuǎn)移負(fù)荷中，當(dāng)新舊直流系統(tǒng)并接時，假設(shè)待轉(zhuǎn)移負(fù)荷電阻值為1000歐，根據(jù)表1新舊直流系統(tǒng)電壓電流值及圖3帶負(fù)荷轉(zhuǎn)移直流電源回路圖可算得，流經(jīng)舊直流系統(tǒng)空氣開關(guān)的最大電流小于其短路電流15A；流經(jīng)新直流系統(tǒng)空氣開關(guān)的最大電流小于其短路電流16A。因此，新舊直流系統(tǒng)并接過程中不會使空氣開關(guān)跳閘，安全可靠地不停電轉(zhuǎn)移負(fù)荷。

4 結(jié)論

沙塘變電站直流系統(tǒng)改造工程持續(xù)一年又一個月，改造過程中安全順利地將每一路直流負(fù)荷成功轉(zhuǎn)移。500kV變電站直流系統(tǒng)改造過程是具有一定困難的，本文作者根據(jù)沙塘變電站直流系統(tǒng)改造工作實(shí)踐，就直流系統(tǒng)改造過程中帶負(fù)荷不停電轉(zhuǎn)移直流負(fù)荷進(jìn)行可行性研究，希望對以后變電站的直流系統(tǒng)改造具有一定的參考價值。

參考文獻(xiàn)：

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[2] Q/GDW-08-J111-2010變電站直流電源系統(tǒng)運(yùn)行與檢修工作規(guī)范[S].

作者簡介：謝紅波（1984-），男，工程碩士，工程師，主要研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)。