无人值守变电站直流系统故障及对策分析

发表时间:2020/5/12   来源:《中国电业》2020年第2期   作者: 颜颖
[导读] 在无人值守变电系统运行过程中,直流系统是变电站的核心组成部分
         摘要:
         在无人值守变电系统运行过程中,直流系统是变电站的核心组成部分。直流系统为安全自动化装置、变电自动化系统、变电站继电保护及有关通讯设备和辅助设备等的安全平稳运转工作提供保障。直流系统的正常运行、技术性能的优化和良好的运行维护直接关系到无人值守变电站的运行效率。文章根据无人值守变电站直流系统存在的常见故障进行学分,以此寻找实现直流系统稳健工作运行的有效对策。
         关键词:无人值守;常规故障;直流系统;变电站;有效对策
         由于电网建设规模的扩大及自动化技术的广泛应用,电网运行逐渐实现了远程集中监控和设备调控一体化,这种情况改变了变电站工作人员的日常工作模式,逐渐向少人甚至于无人值守发展,无人值守变电运行与集中操控模式,不仅减少了有关工作人员的工作量,更提高了电网运行故障的处理效率[1]。但是,远程集中调控变电站出现直流系统全停故障时,相关的设备装置就会丧失正常的使用功能,因此有关人员应当加强对无人值守变电站直流系统故障的分析,以此优化无人值守变电站的管理效果[2]。
         1.无人值守变电站直流系统常规故障分析
         由有人值守变电站向无人值守变电站转换中,有关管理人员没有意识到直流系统管理的重要性,不能及时改造升级直流系统,进而增加了直流系统故障发生的概率[3]。交流电源与直流系统在电网运行过程中发挥着同样重要的作用,有关人员在无人值守变电站直流系升级改造时,却没有将站用电与其进行同步改造升级,在无人值守变电站站用电产生故障时,后期电路设备检修人员不能及时到达故障现场,导致站用电的蓄电池放电时间过长,由此降低了蓄电池组使用寿命。在直流系统升级改造中,要想保障过度直流电源的稳定性与实用性,有关人员就必须做好直流系统升级改造预案[4]。一旦预案不够充分就会使得过度电源过于简单,进而造成缺少成套设备用以移动过渡电源。当前,部分地区110KV及以下变电站的直流电源通常使用单母线和单蓄电组来进行电流的输送,这两种设备的输出直流电的稳定性与可靠性无法满足无人值守变电站远程集中调控的实际需求。这种直流系统无法全面监测电气量及电网的运行方式,只能发部分简单的告警信号,一旦直流电源出现故障,远程集中监控的真正效用根本无法发挥,有可能引起严重的用电安全事故。在无人值守变电技术改造升级过程中,技术人员将重点集中在变电设备遥控、遥测及遥信等方面,一定程度上忽略了人值守变电站直流系统还没有达到相应的使用功能,这也就造成了直流系统呈现通信信息集成度不充分的情况。
         2.处理无人值守变电站直流系统故障的有效措施
         2.1直流系统升级改造
         尽管无人值守变电站直流系统发生全停故障的几率比较小,但如果发生故障就会干扰远程集中监控设备及继电保护装置的正常运行,由此可能引发严重的安全事故,以此,有关人员应当重点关注变电站直流系统的运转与工作。有效解决理无人值守变电站直流系统故障问题,有关管理人员及技术人员应当将站用电与直流系统放在同一位置,同步进行交流电源与直流系统的改造升级,不断提升无人值守变电站直流系统信息化集成程度,实现二者之间的协调统一。在无人值守变电站配备充足的ATS装置,广泛应用一体化电源设备,实现双交流电源的自动切换。以细致充分的升级预案,进行无人值守变电站直流系统升级改造事宜,以此确保直流电源的稳定性与可靠性。发挥过渡电源备份的优势作用,使直流系统中直流馈线、直流充电、直流蓄电池组各个单元的相互独立,采取接线方式应当是直流馈线单母线分段连接,分别接两端母线在两套过渡电源设备上,借助自动切换电源确保直流系统稳定的输送电流,也可用于直流接地时阻隔接地故障。无人值守变电站技术设计人员可采用直流单母线分段方式,在双蓄电池组及其充电装置上连接双段单母线,如果一段直流单母线出现故障问题时,自动切换到另一段母线上进行电流输送。

一旦直流系统发生故障时,这种直流单母线分段接线方式可为设备检修人员提供足够的检修时间,检修维护人员也可采取停电定检的方式,并不会影响电流的正常输送,还可增加直流设备的使用寿命。技术人员在实施无人值守变电站直流系统升级改造工作时,需要重点关注该系统的信息自动化程度,运用相应的技术手段优化直流系统的遥控、遥测、遥信等方面的功能,构建完善的无人值守变电站直流系统,对电网的运行及电流的输送进行远程集中操控,实时掌握电力设备设施的运行情况,以便发生故障问题时及时采取有效的处理措施进行解决。
         2.2电路接线方式
         在变电站中直流系统是一个复杂且庞大的网络体系,所以有关技术人员在进行重要设备改造过程中,应密切关注电路的接线方式,尽可能采取单元化直流回路接线方式,减少串并回路。将旧电缆与新电缆隔离区分清楚,将老化的电缆电线拆除干净,在此前提下开展无人值守变电站新电缆的敷设工作,以此减少寄生回路。技术人员需要尽可能弄清楚易操作、易检查、易维护,合理安装端子白头,真正做到易操作、易检查及维护,当发生直流故障时利用端子白头阻隔电流。通常情况下,直流系统接线方式有单母线及分段接线两种,以蓄电池及其充电设备装置与直流系统的连接方式确定相应的接线方法。单母线分段接线存在两种接线方式,一种是,单母线与两组蓄电池及其充电装置分段连接。另一种是,单母线与两组蓄电池、三套充电装置进行分段连接。科学合理的母线连接方式关系到无人值守变电站直流系统运行的效果,所以有关技术人员在进行母线连接工作时应当使用简单方便的操作方法,确保接线的过程的清晰明了,从而提升直流系统的安全可靠运行。通常情况下,在两段单母线上安装联络开关便可实现二者之间的自动切换,以联络开关为纽带将无人值守变电站直流系统换分为两个没有电器联系的部分。每段母线单独连接一组蓄电池及其充电装置,而相应的第三套充电装置留作投入使用的两台设备装置的备用。如果当其中某一套充电装置停用时,结合设备与母线的连接方式决定使用联络开关还是更换备用设备。在无人值守变电站直流系统运行中确保每个单元的独立性,将每个单元单独与直流母线相连接,为设备线路检修维护人员的后期维修工作提供便利。
         2.3增加无人值守变电站的辅助设备
         在无人值守变电站直流系统运行中,有关辅助设备的增加应当全面考虑直流电源的负荷承载能力,在直流电源可承受的电流范围内安装相关的核心辅助设备。与此同时,采用独立的直流电源增加辅助电流设备,例如,有关的调控通讯装置,或者是数据网络交换设备,以此构建一整套直流系统,根据无人值守变电站日常数据传输,有效监测各种设备线路故障问题,以此预防远程集中建工过程中可能出现的电路中断事故,从而实现无人值守变电站直流系统的良好运行,为人们的伸长生活用电提供安全保障。
         结论:
         综上所述,在电网运行过程中,加强无人值守变电站直流系统的改造升级,对于保证人们生产、生活用电安全具有重要作用。有关技术人员应当结合直流系统运行的实际需要确定单母线与蓄电设备及其充电装置的接线方式,在合理增加辅助设备,不断优化直流系统。
         参考文献:
         [1]刘振兴. 无人值守变电站直流系统故障分析及解决措施[J]. 科技创新与应用,2017(09):194.
         [2]刘柯雨. 变电站直流系统全停故障判别方法分析[J]. 内蒙古电力技术,2018,36(01):97-100.
         [3]荆哲. 330kV变电站设计和运行问题研究[D].湖北工业大学,2017
         [4]唐明峰. 一起变电站直流电源短时失压故障分析及处理[J]. 广西电业,2019(Z1):63-64.
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