500kV吴江变直流系统改造技术探讨

国网江苏检修公司苏州运维站 马恂翔

变电站的直流系统作为全站的二次设备及重要负荷的工作电源，其可靠性与稳定性关系到整个变电站的安全运行。针对 500kV变电站直流系统改造必须确保不失电的要求，提出具体的解决措施，并对改 造过程中的技术难点进行详细分析讨论。

1.引言

变电站直流系统担负着全站保护、控制、信号、测控及事故照明等重要负荷的不间断供电的重任，是电力系统正常运行不可或缺的设备。500 kV吴江变电站是利用国家三峡建设基金投资建设，投运于2004年，后经多次改扩建，亦为特高压锦苏直流重要的负荷落地点。站内直流系统已运行十余年，接近设备的使用寿命，近年来充电机等设备已出现各种各样的问题，且由于投运时间久，部分设备厂家也无备品备件提供，只能使用其他变电站更换后的旧设备作为备品，亟待更换或改造。

2.直流系统改造前的运行模式

图1为吴江变改造前110V直流系统图。该站直流系统运行由三台充电机，和两组蓄电池组成, 直流母线为单母线分段接线，无专用无专用分段开关。正常运行时,两段母线分列运行，1号充电机带1号蓄电池和I段直流负荷；2号充电机带2号蓄电池和II段直流负荷，3号充电机备用。

根据国网公司《提升站用直流电源运行可靠性措施 》“第二十七条 两组蓄电池的直流电源系统，直流母线应采用分段运行方式，正常运行时分段断路器或隔离电器处于断开位置。和第二十八条 两组蓄电池的直流电源系统，进行母线切换操作或蓄电池组的投退操作，不得造成直流母线无蓄电池连接运行。”的要求，原有接线方式已不符合相关要求，必须通过改造才能符合相关反措要求。

3.改造过程中的危险点分析

图2为吴江变本次改造后110V直流系统图。图中曲线框内为本次需要改造的设备。从中可以看出，本次改造工程需对吴江变直流系统3台充电机共12个高频充电模块，2台直流系统集中监控器，2组蓄电池巡检仪，改造相关开关、表计等进行更换，并完善接线方式，增设专用分段开关。由于吴江变经历多次改扩建，直流室已无备用屏位，且新旧设备型号不同，设备安装方式也不一样，因此本次改造只能采用先拆除原直流屏内除直流母线外的其余设备，使屏内空出足够空间后，再将新设备安装入原直流屏的方式改造。这一改造方式要求除改造设备外，其他设备不停电进行，且被改造屏柜顶部的直流母线亦不停电，即在全站不失去直流电源的情况下进行。施工空间小，需改造设备多，在切改过程一旦发生断线、短路或者接地，都将有可能导致保护装置误动或者拒动，造成大面积停电事故，甚至可能造成电网事故，大大增加了改造的难度。

图1 吴江变110V直流原系统图

图2 改造完成后的直流系统图

4.改造过程的施工工序

本次改造先改造1号充电柜和1号母线进线柜前，后进行2号充电柜和2号母线进线柜，最后进行3号充电柜的改造。具体施工步骤如下。

（1）1号充电柜、1号母线进线柜及电池巡检仪的改造。

1)拆除1号充电柜和1号母线进线柜前，运维人员将断开1号蓄电池进线开关1QS2和1号充电机输出开关1QS1，退出蓄电池保险；

2）在原1号充电柜、1号母线进线柜内设备拆除前采用临时电缆，用原系统母排上的备用螺丝将Ⅰ段与Ⅱ段母线并列运行，即从Ⅱ段2号馈线柜母排引出2*25电缆（直流系统总负载电流60A左右）到1号馈线柜母排，此时Ⅰ段母线可以由Ⅱ段母线及Ⅱ蓄电池带电运行。

3）3#充电柜3QS1输出开关双投把手做好安措，防止工作时向I段供电，同时3#充电屏作为做备用电源，当2号充电机交流失电时，向Ⅱ段供电保证直流母线不失电。

4）继保人员断开交流进线开关QFJ1，断开Ⅰ段、Ⅱ段交流联络电缆，在Ⅱ段充电屏内找出并拆除至Ⅰ段交流进线电缆，万用表测量无压后再改造；此时1号充电柜、1号母线进线柜停电状态；

5）拆除1号充电柜充电机、监控器及1号母线进线柜上的表计及面板等，连接线；拆除1号充电柜的面板，1号母线进线柜监控器、模块、表计、支架等；拆除1号母线进线柜IQS2蓄电池进线开关及母联开关（双投）；

6）根据图纸安装1号充电柜高频充电模块及其支架、监控器、表计相关面板等并二次接线；安装1号母线进线柜内蓄电池进线开关（单投）、母线联络开关（单投）二次接线；蓄电池巡检仪改造，二次接线。

7）安装完毕，确认相关一二次交直流接线极性正确后，上电调试。上电后检查相关运行参数符合规程要求，表计指示正确，充电机输出电压符合要求后，合上1QS1充电机输出开关，蓄电池进线开关，确认相关设备正常后，1号充电柜投入系统运行。

（2）2号充电柜、2号母线进线柜及电池巡检仪的改造：

1）拆除2号充电柜和2号母线进线柜前，先确认改造完毕的1号充电机等设备运行正常，原母排联络电缆不拆除，此时Ⅱ段负载可由Ⅰ段母线供电，然后由运维人员将断开2号蓄电池进线开关2QS2和2号充电机输出开关2QS1，退出蓄电池保险；

2）3#充电柜3QS1输出开关双投把手做好安措，防止工作时向Ⅱ段供电，同时3#充电屏作为做备用电源，当1号充电机交流失电时，向Ⅰ段供电保证直流母线不失电。

余下施工步骤与 1号充电柜、1号母线进线柜及电池巡检仪类似在此不在赘述。

（3）待2号充电柜投入系统运行后，拆除母排联络电缆，两段母线恢复分列运行方式。

（4）3号充电柜的改造：

3号充电柜改造前确认直流Ⅰ、Ⅱ段各设备运行正常，后即可对3号充电柜停电改造。

5.结束语

吴江变电站在直流系统改造实施过程中，顺利的实现了充电柜、母线进线柜及电池巡检仪，监控器等直流设备的整组更换，在整个施工过程均未发生直流短路、接地等异常事件，经过直流系统改造更换后，新直流系统设备运行正常，各变电站电气设备运行正常，确保了系统安全、稳定运行，提高了供电可靠性，达到了预期的效果。