220kV变电站直流系统的配置及其优化的相关探讨

武斌

摘 要 在整个电站系统中，220kV变电站直流系统有着举足轻重的地位，它能够为整个电站提供充足的电力供应。本课题笔者在分析220kV变电站直流系统接线的基础上，进一步对.220kV变电站直流系统的优化进行了探究，希望以此为直流供电系统的安全及稳定提供一些具有价值性的参考依据。

【关键词】220kV 直流系统 优化

以继电保护装置、断路器跳合闸控制以及交流不间断电源的需求为依据，在220kV变电站当中装设以蓄电池作为供电的直流系统便有着实质性的作用。我们知道，直流系统为变电站运行的可靠及安全提供了重要保障，因此需从多方面实现配置的优化，例如：直流系统接线、蓄电池及组数等。鉴于此，本课题对“220kV变电站直流系统的配置及其优化”具有尤为深远的重要意义。

1 220kV变电站直流系统接线分析

1.1 直流母线接线

以规程为依据，对变电站提出一些要求，例如多数使用单母线、单母线分段接线，或者双母线接线等。但应电压等级的不同，接线方式也有所不同。从220kV变电站的可靠性与经济学需求为出发点，选择单母线分段接线馈线为最佳，与双母线接线相比较起来，具有简单清晰的特点，并且方便在直流屏中布置接线。当一段母线发生故障的情况下，分段断路器能够在继电保护的充分配合下自动跳闸，将故障切除，进而让非故障母线进行正常供电，并便于查寻出直流系统接地。另外，无论是从投资成本的节约方面考虑，还是从便于检查修护方面考虑，对于220kV变电站而言，便可采用单母线分段接线。

1.2 直流馈线网络

因目前辐射式供电负债率比较高，分段不具合理性，并且联络数较少，不能够让N-1准则得到满足。所以，对于220kV变电站直流系统馈线网络，应使用环网供电方式。为使20kV系统继电保护配置实现双重化，两套保护的直流供电电源需相对保持独立，2个直流分屏分别从两段分母线引入，将控制直流母线分成两部分，并且在直流母联开关正常运行得到有效控制的情况下将其切断。

1.3 直流系统工作电压

对于220kV直流系统工作电压的选择，应充分考虑下述情况：

（1）基于变电站，从动力负荷层面分析，它们的功率通常较大，且供电距离比较长，如果使用110V电压，电缆截面较大，且需增加投资。无论是在技术层面考虑，还是在经济层面考虑，选择220v电压均为更加优化。

（2）基于同样操作功率的情况下，220V控制电缆中的电流与110V控制电缆中的电流相比较要小二分之一，并且使电缆中的电压降及投资成本降低。因此，使用220V的直流系统工作电压更为适合。因为它既能够使电缆投资减小，又能够对有色金属起到节约作用。

2 220kV变电站直流系统的优化探究

2.1 蓄电池的布置

若容积>200Ah，便适合设置专用的蓄电池室。在布置上，可布置至0m层。对于胶体式的阀控式密封铅酸蓄电池，适合立式安装。蓄电池安装社和使用钢架组合结构，并进行多层迭放。这样，能够使蓄电池方便安装、维护以及更换。台架地层与地面之间的距离维持在200mm，整体高度不应>1600mm。在通常情况下，变电站蓄电池组容积<200Ah的电池可组柜安装至主控室，或者直流电源室，利用该方法进行布置，不但能够节约投资成本与运行费用，而且还能够使直流系统供电忘了和直流负荷之间的电气距离得到优化，进一步使直流系统整体网络的优化运行得到提高。

2.2 蓄电池组的选择

一方面，阀控式的密封铅酸蓄电池与传统的防酸式铅酸蓄电池比较具有明显的优势，例如体积小、结构紧凑以及污染低等。并且，基于使用过程，如果不出现特殊状况，无需补充电解液。因此，在现状下使用较为广泛。但是，对于阀控式的密封铅酸蓄电池，在使用过程中需重视管理及维护，另外还需要具备良好的运行环境。

另一方面，使用较为传统的放酸式蓄电池系统，应把蓄电池安装在特定的蓄电池室里，并且，在设计过程中，需对蓄电池架的设计与安装进行有效处理，以此起到防尘、控制温度及湿度的良性作用，进一步使传统蓄电池的使用效果及运行能够得到有效提高。另外，在线路配置与电缆敷设过程中，需采取更具优化性的方案，既要使整个直流系统的稳定性及安全性得到保障，又要使成本得到有效降低。

2.3 充电装置的配置

对于充电装置配置，有一定的原则要求，那便是需要以蓄电池组进行配置。因此，两字蓄电池组便可以有两组充电装置配置。对于220kV变电站，选择智能型高频开关充电装置更为适合，并且能够起到优化作用。因此，智能型高频开关充电装置具有体积小、性能优越以及技术先进等优势，并且符合直流装置输出电压纹波系统≤1%的高标准要求。鉴于此，为了使220kV变电站直流系统实现最优化，笔者建议使用智能型高频开关充电装置。

2.4 高频开关电源的设置

当高频电源模块应用在直流系统当中时，通常情况下是以N+1并联冗余的方式进行设置。基于正常状况，N+1模块能够实现同时供电，自动均流，若当中一个模块出现故障时，总负荷可由其他模块均分，而且出现故障的高频开关整流模块能够带电插拔更换。这样不但让故障更换不受时间限制，而且还使运行的可靠性大大提升。总之，使用高频电源模块能够使接线得到有效简化，并起到节约屏位，减少投资的优化效果。

3 结语

通过本课题的分析与探究，认识到直流系统是变电站中非常重要的一部分，对变电站的正常、可靠及安全运行起到了至关重要的作用。因此，在对220kV变电站直流系统进行优化过程中，便需要从多方面进行考虑，例如蓄电池系统的安装、充电装置的配置以及高频开关电源的设置等，均需要实现全面优化。这样才能够直流供电系统的安全及稳定提供依据，才能够为整个电站系统的完整得到充分保障。

参考文献

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作者单位

赣西供电公司 江西省高安市 330800endprint