淺談變電站直流電源係統設計
水利電力
作者：李曉英
摘要：電力事業飛速發展，電網建設日新月異。隨著數字化、程序化及智能變電站技術的快速發展和應用，直流電源係統的運行可靠性變得更加重要。文章主要對變電站直流電源係統設計進行了探討。
關鍵詞：直流電源係統；蓄電池組；絕緣監測裝置
中圖分類號：TM642 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0116-02
1 變電站直流電源係統作用
變電站直流電源係統主要用於為變電站控製保護裝置、自動化裝置、高壓斷路器分合閘機構、通信、計量、事故照明等裝置提供電源，其性能與質量直接關係到變電站設備的安全可靠，甚至影響到整個電網的穩定運行。
2 變電站直流電源係統構成
變電站直流電源係統主要由交流進線、充電裝置、監控單元、饋線回路、蓄電池組、絕緣監測裝置等組成。
2.1 交流進線
交流進線主要由交流輸入開關、交流接觸器、防雷器等部件組成。為了保證交流供電的可靠性，交流進線大多使用兩路交流輸入，此時就需要配備帶機械互鎖裝置的交流接觸器或是雙電源自動切換裝置，兩路交流電源應分別取自站用電不同段的交流母線。
2.2 充電裝置
充電裝置采用智能高頻開關電源模塊，具有體積小、效率高、擴容方便等優點。
2.2.1 模塊采用N+1冗餘設計，可帶電熱拔插。
2.2.2 多個模塊並列運行時，具有良好的均流特性。
2.2.3 每個模塊內部具有監控功能，能不依賴總監控單元，獨立工作。
2.2.4 模塊具有輸入過壓、欠壓、缺相或相間不平衡、輸出過壓、欠壓、短路、模塊過溫保護等功能。
2.3 監控單元
微機監控單元是高頻開關電源及其成套裝置的監控、測量、信號和管理係統的核心部分。裝置一方麵能根據直流係統運行狀態，綜合分析各種數據和信息，對整個係統實施控製和管理；另一方麵還能將整個電源係統的信息以客戶指定的通訊協議上傳到後台，而且能適應直流係統各種運行方式。監控單元一般有按鍵式和觸摸屏兩種操作方式，用戶可以根據自己的需要靈活選擇。
2.4 饋線回路
根據用戶的實際需要設計一定數量的饋線回路，包括饋線開關、狀態/報警觸點、指示燈等部件。
2.5 蓄電池組
2.5.1 蓄電池組的型式。蓄電池組是直流係統的重要組成部分，一般選用閥控式密封鉛酸蓄電池。
2.5.2 蓄電池組的配置。為滿足控製和保護冗餘供電需要，220～500kV變電站直流電源係統均應配置兩組高頻充電裝置和兩組蓄電池；為滿足無人值班直流供電冗餘需要，110kV變電站直流電源係統宜配置兩組高頻充電裝置和兩組蓄電池。
2.5.3 蓄電池組的安裝方式。蓄電池組可以采用集中安裝和分散安裝兩種方式。集中安裝一般采用組屏安裝然後與其餘的充饋電櫃等安裝在一起；分散安裝則需設立獨立的電池室，將電池安裝在電池架上。用戶可以根據現場的實際情況選擇合適的安裝方式。當變電站設有繼電保護裝置小室時，一般采用分散安裝方式。
2.5.4 接線方式。
（1）一組蓄電池直流係統采用單母線分段接線或單母線接線。單母線分段接線分為兩種類型：一組蓄電池配置一套充電裝置時，二者接入不同母線段；一組蓄電池配置兩套充電裝置時，兩套充電裝置接入不同母線段，蓄電池組跨接在兩段母線上。
（2）兩組蓄電池直流係統采用兩段單母線接線，蓄電池組分別接於不同母線段，二段母線之間設聯絡電器。它可分為兩種類型：兩組蓄電池配置兩套充電裝置時，二者接入不同母線段；兩組蓄電池配置三套充電裝置時，兩組蓄電池及兩套充電裝置分別接入不同母線段，第三套充電裝置經切換電器對兩組蓄電池進線充電。
兩組蓄電池正常情況下應分列運行，考慮到定期充、放電試驗要求，為了轉移直流負荷，