35kV无人值守变电站直流系统存在问题及对策

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:张志宏
[导读] 摘要:变电站直流系统是重要的电源系统,它作为独立电源,为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠稳定的不间断电源,还为断路器的分、合闸提供操作电源。
        国网山西省电力公司壶关县供电公司  山西壶关  047300
        摘要:变电站直流系统是重要的电源系统,它作为独立电源,为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠稳定的不间断电源,还为断路器的分、合闸提供操作电源。直流系统的可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用,是保障变电站安全运行的重要条件之一。
        变电站直流系统是重要的电源系统,它作为独立电源,为电力系统的控制回路、信号回路、继电保护、自动装置及事故照明等提供可靠稳定的不间断电源,还为断路器的分、合闸提供操作电源。直流系统的可靠与否,对变电站的安全运行起着至关重要的作用,是保障变电站安全运行的重要条件之一。
        随着我国城乡经济的高速发展,县级供电网架形成以110kV变电站为支点、35kV变电站为核心、10kV及以下电网辐射型供电的网络结构。 35kV变电站在偏远山区比较常见,35kV变电站直流系统设计水平一直较低,因此,其在实际工作中易发生各种故障,影响变电站稳定运行。
        一、35kV无人值守变电站直流系统存在问题
        (一)偏远但担负煤矿、景区等重要供电负荷35kV变电站直流系统未进行升级改造,当此类变电站直流系统故障时路程近的变电站能在短时间内进行处置,但路程远的变电站直流系统故障时则无法及时处置,可能引发更大的故障。
        35kV无人值守变电站直流系统接线一般采用单母线的接线形式,此种方式下在直流系统出现接地等故障时,易造成保护装置误动、拒动,扩大停电面积。严重影响生产、生活用电。
        (二)当前35kV变电站均为无人值守模式,调控运行班负责35kV变电站日常监控,操作队在机关驻守负责35kV变电站巡视操作,从驻地到变电站车程半小时到一小时。
        监控系统对一次设备如断路器等在故障时能进行自动隔离,避免扩大事故。当直流系统故障时,监控系统仅能发出告警信号,而且由于直流长期遥测不刷新站点(变化较慢),部分变电站的监控无法及时掌握站内直流母线电压情况,监控系统对直流系统故障无法进行隔离。当变电站直流系统接地时需变电运维人员到现场进行接地选检,拉开接地直流开关。如天气恶劣路途堵塞,影响处理隐患时限,可能引发两点接地,造成断路器误动。
        (三)少数变电站频发直流告警信号,未及时查明原因进行消缺,可能在直流接地或直流系统异常时不能正常发出相关告警信号。
        (四)监控系统对35kV无人值守变电站直流系统采集、传输的遥测、遥信量不足,使县调监控人员不能充分监视直流系统的运行状态(如:不能直观监控充电机的运行状态)
        (五)35kV无人值守变电站通讯管理机、前置机对直流电源的要求苛刻,按有人值班变电站设定的控制母线欠压整定值与之不配套。
        (六)调度端后台机监控软件在异常告警画面方面使用性不强,如:发生异常时推出“异常告警”窗口,窗口中的异常告警信息以文本方式按时间顺序逐条显示,当重复的告警信息量较大时,就会麻痹监控运行人员。
        (七)调试维护人员不能充分利用后台监控软件的功能来为运行人员服务,如正确使用遥测量越限报警功能。
        二、提升35kV无人值守变电站直流系统对策。
        (一)严把设计选型关,提升重要35kV无人值守变电站
        直流系统的设计配置。对供电负荷重要35kV变电站直流系统进行升级改造,建议进行直流系统双重化改造。单母线分段接线形式和双母线接线的形式是直流系统的两种接线方式,在直流系统运行过程中,可通过运行配置的双重化,提高系统运行的安全性和稳定性。即在接线过程中,合理进行接线,有效连接两套充电装置和两套蓄电池。该接线方式不仅提高直流系统的工作效率,还可以在发生接地故障时,方便检测出故障原因和故障线路,进而及时对故障进行维修,确保直流系统运行稳定性。

在设计时应合理配置容量、合理安排直流接线、优选设备厂家,相关部门和专业履行专业把关和验收职责,加强设备的入网管理和设计、施工、验收,要求公用测控、直流设备厂家优化硬件设计和信号接点,提高直流设备的抗干扰能力,以减少遥测数据不稳定现象和实际运行中的频发信号,优化监测环境。
        (二)扩展监控信息的接入与验收管理,目前的监控系统对直流系统异常信号,仅限于告警,监控人员无法对直流系统在监控机上进行拉路选检。随着国网公司泛在电力物连网的建设应拓展监控系统的应用,逐步实现监控人员在远方监控系统中对直流系统的故障处置,缩短故障处置时间,提高直流设备供电可靠性。
        (三)加强监控日常监视与信号分析
        监控值班员通过监控系统实时监视变电站直流系统允许情况,按照信息处置要求及时通知运维检修人员对直流异常和告警信号进行处置,要求监控人员定期对变电站直流系统异常和故障告警信号、遥测不刷新情况进行统计、分析,根据分析定论,对问题变电站直流系统进行特殊巡视,制定应急处置方案。对存在缺陷的变电站直流系统,定期向运维检修单位进行通报,密切跟踪消缺进度,消除后及时进行监控验收。
        (四)加强蓄电池组日常运维
        在日常工作中强化对蓄电池的维护保养工作,是不可或缺的重要工作,结合蓄电池在工作中是否可以满足供电需要,从而判断出蓄电池的使用寿命和运行状态是否正常,从而决定是否继续使用该蓄电池。目前,判断蓄电池的运行方式和使用寿命,采用定期对蓄电池进行监测的方式,通过放电作业确定蓄电池的实际容量。对于使用年限较短的蓄电池则根据规则定期进行检测,并实施放电作业。对于刚投入使用的蓄电池,同样采取放电作业。若蓄电池运行时间较长,则需要缩短检测时间,有效提高蓄电池的维护效果,从而确保蓄电池正常运行,进而保证直流系统的正常工作。
        (五)增加监控系统35kV无人值守变电站直流上传遥测、遥信量
        前述中,35kV无人值守变电站直流系统的监控未采集充电机的运行信息,在调度端不能直观反映充电机的运行状态,应按DL/724-2000《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程》增加反映充电机故障的遥信量和充电机输出电流遥测量的采集。当直流系统测控单元出现故障时,调度端将无法对直流系统进行监控。因此,35kV无人值守变电站端通讯管理机还应将直流系统测控单元故障的信息发往调度端,对蓄电池出口装有开断设备(如熔断器)时,还应采集并远传其事故断开信号。
        (六)调整35kV无人值守变电站控制母线过压、欠压的整定值。
        直流系统控制母线过压、欠压的整定值有两种方案,一种是过压240V、欠压190V,另一种是一种是过压242V、欠压198V。无论哪种整定值都与远动终端对电源的要求范围不配套,按《远动终端通用技术条件》采用直流电源的远动终端对直流电源电压的允许偏差要求有-15%-+10%和-10%-+15%两种。即对于220V直流电源要求在187-242V和198-253V浮充供电方式),当远动终端对直流电源电压的允许偏差要求-10%-+15%时,极有可能在控制母线电压异常时,直流系统尚未发出欠压信号,远动终端已不能正常工作。因此,新建无人值班变电站的通信管理机,在订货技术条件中就应按国标规定提出DC2以上的级别(-15%-+15%),以保证较宽的直流电源电压允许偏差要求。对已投运的变电站,应针对通信管理机对直流电源电压的允许偏差要求,适当调整控制母线过压、欠压的整定值,可分别整定为235V和205V。
        在实际工作中,应重视35kV无人值守变电站直流系统的设计、配置、维护工作,及时发现问题、解决问题,努力提升直流系统安全运行水平,使电力系统在我国经济发展过程中发挥更加重要的作用。
        参考文献
        [1]GB/T13729-92《远动终端通用技术条件》.
        [2]GB/T13729-2002《远动终端通用技术条件》.
        [3]DL/T5120-2000《小型电力工程直流系统设计规程》.
        [4]DL/T724-2000《电力系统用蓄电池直流电源装置运行与维护》.
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