CAT蓄电池直流系统馈电网络改造

摘要：本文讲述了电站里头二次设备的直流系统运行方式发生改变给继电保护造成的影响，本文提及四川嘉陵江新政航电有限公司在实际运行期间因二次寄生回路或者接线错误而引发的直流电源环网问题，并且针对所出现的直流环网问题给出了相应的解决办法，指明辐射式直流供电设计在查找直流系统问题方面的优越性。

关键词：直流系统；馈电网络；集中辐射；直流接地

一、前言

专门为继电保护提供电源的是水电站直流系统，它还是自动装置回路、开关电器控制回路以及信号回路的专用供电系统，必须确保在任何情形下都能够实现可靠供电。所以，直流系统作为水电站里一个极为重要的系统，它的性能质量与整个电站的稳定运行以及设备安全有着直接的关联 。

二、目前电站直流系统的运行状况及存在缺点

1、环网直流系统的优缺点

能保证电站各个继电保护、控制、信号、计算机监控、事故照明、交流不间断电源等电气设备正常运行以及正确动作的基础是什么呢，是电力系统直流电源，但凡直流电源出现故障，就会致使保护拒动或者误动，还会导致重要信息没办法正常传输 。

原新政航电有限公司安装了一套220V直流电源系统，此系统用于操作设备供电，用于测量设备供电，用于信号设备供电，用于继电保护设备供电，用在自动装置供电上，还用于机组起励等设备供电，在交流电源消失事故发生的情况下用于为事故照明提供电源，用于为交流不停电设备提供电源。该系统被分成两段，每一段由不一样的蓄电池组来供电，并且配置了一面充电柜，还配置了一面馈电柜。正常运行的时候，两段直流母线是分段运行的，当某一段母线设备进行检修或者出现故障之时，能够通过切换开关倒至另一段母线联络运行。直流负荷的供电方式是环状网络供电。

环状网络供电方式，所用电缆数量相对较少，在一定程度上节约了成本，然而从运行效果来看，它降低了供电的可靠性，环路中开关断开点不明显，容易致使两组蓄电池环状运行，且开关编号繁琐，进而使操作变得复杂，寻找接地故障较为困难。电站采用辐射式馈线直流供电系统，能消除以往接线网络繁杂、供电回路误并联、级差配置不当以及直流接地难以查找的缺点，保证了电站相关设备的安全稳定运行。

有一种新型的直流馈电网络被设计出来，它要把直流系统常见故障出现的概率以及影响面降低到最低程度，或者在发生故障的时候能够迅速恢复，最大程度减少因直流系统问题引发的电网事故，这是电力系统的一个重大课题。在这一课题里，新政电站直流系统进行改造，改造过程中通过对现场实际状况展开调查，还对比、研究国内直流系统接线方式，之后提出并实施了一种新型的集中辐射式直流系统馈电网络。

2、环网直流系统原理图

三、技改方案

依规设计的要求，鉴于现有直流系统供电方式颇具复杂性，于改造进程里必定要达成：保证继电保护装置以及二次控制设备的直流电源不出现中断情况；保证改造进程中改造设备与未改造设备直流供电具备可靠性以及设备拥有安全性；保证未改造设备所处直流环状网络供电开关的开断具备正确性。环状供电方式转变为辐射状供电方式的具体方案如下：

其一，为了促成网络接线的简化以及电缆的节约，于负荷集中的区域设置直流分电箱。其二，依据负荷还有设备布置的状况，总共额外增设5个直流分电箱。其三，其中在电缆夹层安置4个分电箱，它们分别是用来服务1#机组、2#机组、3#机组、10.5kV以及400V室设备的。其四，在泵房装设1个分电箱，此分电箱是用于泵房及空压机室设备的。

2、直流分电箱设有一段母线，有两回电源进线，还有N + 2回出线。两回电源进线，一回取自直流系统Ⅰ段母线，另一回取自直流系统Ⅱ段母线，采用双电源自动切换装置，既能让两回电源进线相互作为备用，以此保障负荷供电的可靠性，又能防止出现环网运行的危险。N + 2回出线，就是至少预留二回作为备用电源，这里的N指实际负荷个数， + 2表示进行冗余设计并作为备用。

3、直流电源空开应尽可能挑选属于同一厂家系列的产品（西门子），该产品的分断能力需符合直流系统短路电流的要求。直流馈电屏要有够级差配合且有有着充足灵敏系数的条件。直流分电箱也需要满足级差配合要求并且具备足够灵敏系数。各负荷空开同样应满足级差配合要求，同时还要有足够灵敏系数。 1。

在直流系统两段母线的中间位置，额外增添一组联络开关装置，以此赋予其环网供电的功能特性。要保证在某一段母线上面的设备，进行检修操作或者出现故障状况的时候，处于该段母线下方地带的负荷能够毫无缝隙地实现切换，达成设备的持续不断供电目标。

5、辐射状供电网络图

四、实施步骤

为了不致使机组正常发电受到影响，确保设备能够安全且稳定地运行，直流系统改造实施工作是分阶段来开展进行的，并且是随着年度设备检修而得以完成的。

当各直流分电箱安装完毕之后，要先把相应负荷屏柜的电缆铺设到指定位置，对于新铺设的电缆而言，需要开展对线、摇绝缘以及走线等一系列相关准备工作，与此同时，在针对运行设备进行电缆敷设操作的时候，务必要在保证安全得以确保的基础之上，让设备在相对尽可能短的时长之内处于停电状态。

经过随检修而开展的改造之后，供电回路需开展详细的试验工作。设备恢复供电之际，要先合上直流分电箱内电源侧的开关，接着再合上负荷侧的开关，随后观察设备运行是不是正常。在确保设备运行处于正常状态的情形下，施行模拟两回电源进线当中任一故障时自动切换装置的动作状况，以及任一直流回路出现故障时直流系统绝缘监测仪的报警状况 。

首先，在针对单一设备开展直流供电电源改造工作的时候，要先针对原有的环状供电回路，展开详细的勘察，对其进行深入的了解。其次，要避免在改动本回路接线的过程当中，出现使得环路里的其它设备，因为解环这一情况而失去电力供应的状况。

4、当某一直流环网之内的设备都达成改造齐全之后，就要专门针对该直流环网开展解环以及除环方面的工作。在解环这个进程当中，必须要在该环网电压没有的情况之下去动手操作，并且绝对不应当对设备的安全运行造成任何影响。

当，对全厂设备直流负荷供电回路，全部改造完毕之后，才能够，把原环状供电方式，所添加的环路开关以及接线，撤离出去，而且，这是必须要撤离出去的 。

五、新型馈电网络缺点的比较

一种新型的馈电网络，极大程度地削减了公用部分，各个关键的直流负荷电源回路彼此独立，降低了相互间存在的不利影响，当系统中的某一支路出现短路故障时，不会致使其他直流用电负荷失去电力供应，从而提升了直流系统安全运行的可靠程度。

将装于屏顶的裸露直流小母线全部予以取消，直流系统整体处于密闭运行状态，如此一来就提高了直流系统运行的安全可靠性，并且在接入新负荷时无需进行带电作业，此点降低了工作危险系数，与此同时还杜绝了因直流小母线短路致使大量负荷失电现象的发生。

3、直流接地易于查找，因各个直流负荷电源回路相互独立，所以能够快速确定是某一间隔发生接地，再者这大大提高了查找直流接地的速度 。

4、利于直流系统平常运行维护以及事故之际的操作。直流系统馈电网络回路简易、明晰，各个馈电支路径直对应基层用电负荷，一方面便利运行人员进行维护与操作，另一方面也避免了因误操作、误碰致使的大面积直流停电的风险。

5、新型馈电网络存在着电缆数量较多的情况，其施工所面临的难度较大。所以于设计施工阶段之时，便需要进行一次性规划，还要按照变电所的最终规划，做好直流系统的备用裕度。

六、新型馈电网络的应用

各各种样式型号的电站，都还蛮适合那个新型馈电网络的，特别是中小型形式这样的变电站。这种电站它间隔的数目是比较少的，新型馈电网络，它的馈电屏回路数目不多，并且清晰，一旦发生故障的时候，波及的范围是比较小的，运行维护人员去做定期维护工作的时候，也相对简单些。对于变电站安全稳定地运行而言，它这个也是挺值得的。

七、结束语

提升变电站直流系统供电可靠性的主要举措，是完善并优化直流馈电系统的回路，本文所呈新型馈电网络于中卫电网已广泛施行，运行情形稳定，成效显著，对其他电网的变电站直流系统设计及改造具备良好借鉴意义，伴随电网规模日益壮大，变电站二次设备的安全稳定运行愈发关键，于工作里持续发觉问题、解决问题，同时大力发展与应用新技术，唯有如此方可令电网二次设备运行更可靠、更安全。