500kV升压站直流系统分析

饶炜

摘 要：直流系统作为升压站电气设备的操作及控制电源，是主要电气设备的控制、保护、信号、计算机监控系统的电源，是一个庞大的多支路供电系统。本文介绍了我厂500kV升压站直流系统概况，对其可能造成的直流系统一点接地、两地接地和合环运行等原因进行分析。

关键词：500kV升压站直流系统；多支路供电系统

1 概况

红海湾发电厂500kV升压站直流系统采用DC 110V控制电源，单母分段接线方式，由母联开关15ZK和25ZK连接，每段分别设置一组9×20A充电装置、52×2V蓄电池组和一套绝缘检测装置。充电装置是深圳奥特迅电力设备股份有限公司的ATCII11020A型装置，蓄电池采用ENERSYS公司的7OpzV490型阀控式密封铅酸蓄电池，绝缘监测装置为深圳奥特迅电力设备股份有限公司的ATCWZJ5-HL-Y絕缘监测仪。

2 运行方式

2.1 正常运行方式

以图①±KM1直流母线为例，#1充电柜交流电源开关1KK、#1充电装置开关11ZK和第一组蓄电池开关13ZK在合闸位置，第一组蓄电池组充电开关12ZK和放电开关14ZK在分闸位置。#1充电装置和#1蓄电池组分别向±KM1直流母线供电，母线电压正常的情况下，#1蓄电池组处于浮充电状态。

2.2 充放电试验运行方式

以图①±KM1直流母线为例，第一组蓄电池放电试验开始时，母联开关15ZK、25ZK合闸，第一组蓄电池开关13ZK和第一组蓄电池组充电开关12ZK分闸，放电开关14ZK合闸，对第一组蓄电池组放电。

在进行充放电试验前应确认并记录两条直流母线的运行电压在±58V左右，绝缘监测装置均无报警。如果在充放电试验时发生接地报警故障时，必须按顺序执行如下操作，以保证直流系统所带负荷正常运行：

（1）立即中断蓄电池放电试验，断开放电开关14ZK（第二组对应24ZK）；

（2）恢复试验蓄电池与相应母线连接，即恢复第一组蓄电池开关13ZK（第二组对应23ZK）在合闸位置，第一组蓄电池组充电开关12ZK（第二组对应22ZK）在分闸位置；

（3）断开母联开关15ZK、25ZK；

（4）确认发生异常的位置，尽快处理缺陷。

3 直流系统接地分析

直流系统接地的情况一般包括两种方式：直流系统一点接地和直流系统两点接地。

在直流系统中，直流正、负极对地都是绝缘的，但由于各种原因，其中可能有一极发生了接地，一极接地由于没有形成接地电流的通路，不会引起任何的危险，但是有一极长期接地是不允许的，因为若在同一地点发生另一极接地的话就会形成接地电流，造成直流短路，在同一极不同地点发生接地的话，就有可能促使信号装置、继电保护或控制回路等形成不正确动作。

直流正极接地会有造成继电保护误动作，原因是一般的线圈均接负极，如果这些线圈回路再发生接地或者是绝缘性能降低的情况下就会致使继电保护动作。同样的道理，直流负极接地和直流正极接地是一样的，即这些回路中再有一点接地的话，就有可能使继电器拒绝动作，从而扩大事故。直流系统两点接地是两极同时接地，这就会造成跳闸或合闸回路短路等情况，使熔断器熔断或烧坏继电器接点。

4 控制电源投运方式

第一、二、三串断路器保护为单套配置，控制小母线电源由两段直流母线±KM1、±KM2分别提供，断路器保护屏通过两路控制电源开关实现互为备用，当一路直流母线异常或故障时可切换至另一母线运行，但正常运行时严禁由于两路控制电源开关同时合位导致直流Ⅰ、Ⅱ段合环运行，因为假设直流母线Ⅰ段因某种原因发生了一点接地，但根据直流系统接地方式的原理，一点接地暂未造成接地事故，但同样假设直流母线Ⅱ段同样也有一点接地时，由于两段母线通过小母线的控制开关形成合环回路，即等于有两点接地，发生严重的直流系统接地事故，造成两段直流母线所带保护屏出现异常或烧毁，导致断路器拒动或误动，严重危及电网和机组安全运行。

以图②第一串断路器保护为例，如果第一串Ⅰ母边开关5011断路器保护屏直流控制电源一15DK和第一串Ⅱ母边开关5013断路器保护屏直流控制电源一12DK同时合上，#1直流母线与#2直流母线屏透过±1KM小母线形成合环运行，加大了直流系统两点接地的事故风险。

因此，为避免#1、#2直流母线因第一、二、三串断路器保护控制电源同时合上造成的合环运行，控制电源开关的切换及投退应该由继保人员监护运行人员操作，确保500kV升压站直流系统正常运行。

5 小结

通过了解我厂500kV升压站直流系统的运行方式、直流系统接地的危害和控制电源投运情况，继保人员需要对直流系统加强检查和巡视，若发生直流系统接地或合环运行的情况，应及时消除，早发现早处理，来保障设备的顺利、正常运行。