亭子口水电站直流系统改造及应用

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

1 概况

亭子口水利枢纽电站于2013年8月首台机组并网发电。其直流系统由三大部分组成，分为机组直流系统、500kV开关站直流系统以及泄洪坝段直流系统，其中机组直流系统分为1/2机组直流系统及3/4机组直流系统。机组直流电源主要供给机组控制、保护、励磁、调速器、公用系统等操作电源。500kV开关站直流电源主要供给500kV开关站保护、控制以及二次安防系统等电源。泄洪坝段直流电源主要供给泄洪坝段排水系统、泄洪闸操作员站操作、保护及控制电源等。

2 直流系统改造前存在的问题

(1)机组直流系统、500kV开关站直流系统以及泄洪坝段直流系统采用深圳奥特迅公司生产的WJY-3000A型绝缘监测装置，该装置不具备交流窜入报警功能，不符合国家能源局《防止电力生产事故的二十五项重点要求》(国能安全〔2014〕161号)第22.2.3.22要求：“严防交流窜入直流故障出现”之规定；

(2)机组直流系统(2组蓄电池，每组104只电池)、500kV开关站直流系统(2组蓄电池，每组104只电池)、泄洪坝段直流系统(1组蓄电池，共104只电池)蓄电池组支路接地、单体电池接地故障时无法报警，不符合国家能源局《防止电力生产事故的二十五项重点要求》(国能安全〔2014〕161号)第22.2.3.23.2条：“直流电源系统绝缘监测装置，应具备监测蓄电池组和单体蓄电池绝缘状态的功能”之规定；

(3)亭子口电站500kV开关站直流系统负荷除接有500kV系统的直流负荷外，还接有厂房10kV、0.4kV、渗漏排水、通风等公用系统的直流负荷，不符合中国大唐集团公司《防止电力生产重大事故二十五项重点的要求》；

(4)亭子口大坝直流系统设置一套直流系统，包含1套充电机、1组200Ah直流蓄电池组、1面直流馈线柜。大坝直流系统主要为大坝监控LCU、10kV及400V继电保护及自动装置、10kV及400V开关、大坝渗漏排水系统、大坝逆变电源等系统提供可靠的直流控制电源。按照直流系统检修规范，需定期对直流系统进行检修维护。当直流系统检修时，10kV、400V系统因失去直流电源，将严重危及大坝安全运行。

3 直流系统改造过程及效果

(1)机组直流系统、500kV开关站直流系统以及泄洪坝段直流系统将原来的WJY-3000A型绝缘监测装置更换为具有交流窜入检测功能的ATCWZJ5-HL型绝缘监测装置。经试验，当直流系统支路有交流窜入时，能正确报出交流窜入支路，运行稳定；

(2)在机组直流系统(2组蓄电池，每组104节电池)、500kV开关站直流系统(2组蓄电池，每组104节电池)、泄洪坝段直流系统(1组蓄电池，共104节电池)每组蓄电池组支路加装接地漏电流检测CT。经试验，当单体蓄电池接地时，ATCWZJ5-HL型绝缘监测装置能够正确报出接地蓄电池节数，使直流系统绝缘状况不留死角，为直流系统可靠稳定运行奠定坚实基础；

(3)公用直流负荷与开关站直流系统隔离。增加了四面直流负荷屏柜(布置在保护室)，电源分别取自1/2机组直流系统1号馈电屏、1/2机组直流系统2号馈电屏、3/4机组直流系统1号馈电屏、3/4机组直流系统2号馈电屏。负荷转移工作采用不停电改造方式，不能对任何二次系统设备造成停用，在500kV开关站直流系统和公用直流系统间进行负荷转移、拆接，整个过程井然有序，未出现任何异常现象，在短期内完成所有负荷转移工作；

(4)大坝直流系统备用电源改造。大坝直流系统备用电源取自公用直流系统1号柜，从高程403.5m保护室公用直流系统1号柜起，到高程459.0m大坝直流配电室大坝直流系统馈电柜止，电缆全长1800多m，电缆敷设路径复杂，参加工作人数多，工作难度大。经过此次大坝直流系统备用电源改造，使大坝监控LCU、10kV及400V继电保护及自动装置、10kV及400V开关、大坝渗漏排水系统、大坝逆变电源更加可靠运行，为大坝安全运行提供了可靠的直流电源保证。

4 结语

综上所述，直流系统属于发电厂的重要设备，为信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源，若出现故障会直接影响发电设备的安全运行。经过此次对亭子口水利枢纽电站直流系统的一系列改造，使机组直流系统、500kV开关站直流系统以及泄洪坝段直流系统运行更加稳定可靠，为亭子口水利枢纽电站安全运行再加一道保险。