变电站直流系统的智能备自投摘要：自动化系统是调控变电站运行的关键，为实现对操作信号的精确控制， 需针对断路器的分合采取可靠的保护措施。若变电站内部未形成足够的冲击电流 则要参考行业标准，采取科学的计算方法，对其做灵活调整。此外，还要保留足 够的容量，一旦出现异常状况依然可以满足变电站在短时间内的运行需求。本文 基于变电站直流系统的智能备自投展开论述。关键词：变电站；直流系统；智能；备自投引言变电站系统中实现线路互供，即不同的线路从不同的变电站出来以后互相拉 手，正常情况下联络断开，各自运行，但一旦某个变电站停电，就可以把停电的 变电站线路断开，让联络合上，让另一个变电站带两段的负载，这样既保证了供 电的可靠性，也保证了电网的稳定运行。备用电源自动投入装置是当工作电源因 故障断开以后，能自动而迅速地将备用电源投入到工作或将用户切换到备用电源 上去，从而使用户不至于被停电的一种自动装置，简称备自投装置。1系统简介备自投自动投入条件：首先应有备用电源或备用设备。其次当工作母线电压 下降时，由备自投跳开工作电源的断路器后才能投入备用电源或设备。另一种情 况是工作电源部分系统故障，保护动作跳开工作电源的断路器后才投入备用电源 或设备。在电力系统中，变电站直流电源作为主要电气设备的安保电源和控制信 号电源，是一个十分庞大的多分支供电网络。在直流电源双电源典型供电系统中 两段母线通过分段开关手动合闸分闸来进行母联投切。在变电站智能化的趋势下 母联开关自动备自投更及时高效，可以在一段母线失压并排除故障后，将另一段 母线电压自动投入，避免直流电源系统大面积停电带来的高危保护风险。2 国内研究现状分析 现阶段研究分别从直流系统环网故障、继电器线圈接地故障、交直流混路造 成保护误动等方面分析了不同故障带来的各种危害并相应提出了解决措施。同时 针对直流系统绝缘监测、直流系统对地电容测量方法、直流系统绝缘监测装置、 蓄电池容量的半荷内阻测量等方法进行了探讨和研究，对解决目前由于绝缘监测 装置缺陷导致的直流系统故障，提高系统运行的安全性具有重要意义，同时也对 在蓄电池安全检测、性能分析、寿命准确估计与预测方面开辟一条新的学术思路 有所助益。但目前的研究依然存在如下技术瓶颈：（1）直流电源系统的研究内 容主要集中于系统绝缘故障监测、蓄电池的远程在线监测与充放电等方面，但都 是针对直流系统某一方面的独立研究，对于直流电源系统全方位整体状态的监测 和评估尚未涉及。（2）蓄电池组状态监测存在很多不足。目前绝大部分变电站 仅安装了蓄电池巡检仪，仅实现了单体电压和蓄电池组电压监测，但电压测量偏 差较大，无法对蓄电池的状态进行准确监测。（3）接地告警功能不完善，存在 重大安全隐患的绝缘装置还在继续使用，并且有类似问题的设备依然不断流入电 网。总的来讲，目前直流电源故障检测技术的研究主要面向单个设备，而未从直 流电源系统的角度开展。本文通过直接采样及从现有设备中获取等方式，将直流 电源主要参数的稳态与瞬态数据集中上传至故障分析系统主站，对各参数的纵、 横两个方向进行对比，并分析各参数之间的相互作用和影响，以全面、及时、准 确判断直流电源发生的故障及设备性能的变化趋势。3 备自投应满足的要求（1）母线电源失压后，备自投才能投入。（2）备自投装置投入备用电源 断路器必须经过延时，延时时限应大于最长的外部故障切除时间。（3）在手动 跳开电源时，备自投不应工作。（4）应具备闭锁备自投装置的逻辑功能，以防 止备用电源投到故障元件上，造成事故扩大的严重后果。（5）当存在直流接地 故障时，备自投不能投入。4装置功能d）运行方式识别。如图1所示，1 10kV变电站线变组接线方式下具有 正常与“N1 ” 2种典型运行方式：采用正常运行方式时，2路交流电源正常供 电，分段开关热备用，分段备自投功能投入；采用“ N1”运行方式时，一路交 流电源停供，另一路供全站负荷，分段开关合闸运行，分段备自投功能退出。变 电站运行方式对备自投动作策略有直接影响，装置根据站内各开关位置开入信号， 实时判断变电站的运行方式，进而采取相应动作策略。b）模式选择。变电站正 常运行方式下，作为备用电源的交直流系统存在优先性选择问题。一级备用电源 的选择会影响备自投的动作策略及转供效果，装置设置模式选择功能，供用户根 据需求选择变电站正常运行方式下的一级备用电源。c）切负荷。柔直备投前， 若母线负荷超过柔直系统的最大出力，装置将按照 “分级过切”原则切除适量负荷 防止柔直系统过载运行。d）柔直系统同期并网。若柔直备投后全站交流电源并 未全部失去，可通过10kV母线分段开关检同期并网运行。装置取1 OkV两 段母线电压互感器（volt age tFdnsformeF，VT）二次电压 作为模入、母线分段开关合闸命令作为开出，辅以电压同期判据，避免柔直系统 非同期并网引发大电流冲击。e）自投于故障闭锁备自投。装置动作自投于故障 时，迅速闭锁自投并向分段备自投装置发送闭锁自投命令，避免对系统、设备造 成二次故障冲击。5 提高直流系统运行可靠性建议（1）在设计安装时正确选择直流系统的型号、规格、厂家。（2）加强直流 系统在线监测的应用研究和推广。目前蓄电池巡检仪技术日臻成熟，通过检测蓄 电池放电曲线、蓄电池端电压、内阻、容量测试等运行状态，能有效判断蓄电池 的运行状态。（3）对于绝缘监测装置，应考虑使用在线式绝缘检查与便携式直 流接地检测仪检查相结合方法，综合进行判断。（ 4）运行管理。为保证各变电 站直流系统运行的安全可靠性，延长蓄电池正常使用年限，降低运行费用，应强 化以下几方面的管理工作。制度方面，建立健全直流系统运行管理标准，严格 执行设备巡视检查及定期维护检测规定。定期开展技术培训，增强相关人员的 理论水平和运行维护技能。加强直流系统运行数据监测分析，确保系统正常运 行，发现问题及时报告处理。建立设备运行检测台账。（5）直流系统蓄电池 维护检测。蓄电池的运行管理是一个渐进和积累的过程，为保证蓄电池的长期 正常使用，蓄电池检查人员需要每3 个月进行单体蓄电池电压检测，每半年检测 蓄电池内阻。定期检查蓄电池连接条是否有松动和腐蚀、蓄电池外壳和极柱的温 度、蓄电池的壳盖有无变形和渗液，极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾逸出， 并每半年重新拧紧一次连接条处螺栓。 定期进行蓄电池组核对性充放电实验， 一般每两年进行一次，运行超过 4 年后每年进行放电核对试验。 需定期检查蓄 电池浮充电及直流系统运行电压。每年至少进行一次直流熔丝、空开普查，保 证空开级差和熔丝的合理分配。结束语在直流系统的设计方案中，可省去降压硅链，增设微机型监测装置，而为了 掌握蓄电池的容量情况，需适配特定检测仪。变电站的运行必须得到特定直流电 源的支持，其与通信模块的直流电源存在较大差异，二者不具备公用的条件，因 此要独立设置，形成一套满足变电站运行需求的直流系统。参考文献1 刘彪，曹磊，马建辉,王浩彬.基于IEC61850规约的变电站直流电源状态监测系统J.电器与能效管理技术,2019(22):83-88+95.2 刘珊,周哲,区伟明.基于网络监测的变电站直流系统蓄电池远程充放电控制策略J.自动化与仪器仪表,2019(10):230-233.黄一哲.变电站智能高频开关电源系统的维护J.通信电源技术,2019,36(08):239-240.4李文伟,李振东,汪昌元.变电站直流电源系统直流环网与交流窜入的原因及危害分析J.电力设备管理,2019(07):23-24.张红军.变电站直流电源系统改造问题分析J.决策探索(中),2019(06):51.