变电站直流系统的分析和改进_毕业设计(编辑修改稿)

变电站直流系统的分析和改进_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

id major grid accident, and power is restored as soon as possible to reduce the power loss. At the same time, it is also a utility substation system, unlike other control and protection equipment, the problem can only affect an interval or circuit, it is a problem will affect the station and even the normal operation of the entire work. In case of failure of the power generation and supply of production equipment, the DC system problems, in particular the protection DC power supply interruption, protective equipment to stop working, often lead to disastrous consequences, cause the main equipment operating power disappear, refuse to move and thus trigger the device to severe damage to the power system blackouts, causing huge economic losses and severe cases, may cause the power grid collapse. Substation DC system is a weak link affect the safe and stable operation of the power system to improve the safety and reliability of the DC system, so that preventive measures, it is essential. 西南交通大学 网络教育 毕业设计 （ 论文 ） 9 2 变电站直流系统现状的概述 直流电源综述 变电站的保护、控制及信号系统统称为二次设备，它负责变电站全部供电设备的控制、保护、测量、事故判断、发出相应信号。 一般来讲，二次设备均使用直流电源，通常情况下把交流整流为直流作为二次设备的供电电源，另外绝大多数变电站选用蓄电池作为直流电源的备用能源。 交流输入电源由两路组成，一般采用三相四线制主备工作方式。 工作电源为主供电回路，备用电源为备用供电回路，两路电源一般都设有互投装置。 一般系统主电路有两部分组成，一是供电模块专门为控制母线提供标准的直流 220V 电压， 一是充电模块专门为蓄电池进行均充、浮充。 在充电模块、蓄电池组和控制母线之间设置了电压调节器，当供电模块发生故障时，充电机和蓄电池组通过电压调节器给母线供电，当交流电源停电时，蓄电池组通过电压调节器给控制母线供电，从而保证了控制母线在任何瞬间不间断供电。 直流电源装置可靠与否直接影响到供配电系统的安全运行，而功能强弱则影响系统的良性运行和蓄电池的使用寿命。 所以，对变电站的直流供电需要不间断的监控，需要对蓄电池的状态有不间断的监视，以确保对不合格的电池及时充电或更换，确保直流供电的不间断。 目前，发电厂、变电所及很 多厂矿企业的直流系统是控制系统、信号系统、继电保护及自动装置的工作电源，它的可靠性十分重要。 另外，在变电站的直流监控系统中，对其通讯的要求很高。 如果出现故障，怎样以最快的速度通知上位机和维修人员，以及怎样方便工作人员随时随地的查看和监控变电站的运行情况并把各项数据及时准确的传送到上位机都是变电站监控装置必须注意的功能。 当今的变电站通讯在以 RS232, RS422/485 为主的基础上，也逐渐在向光纤方向发展。 变电站系统中的直流电源部分由蓄电池组、充电设备、直流屏等设备组成。 它的作用是 :正常时为变电站内的断路 器提供合闸直流电源。 故障时，当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、载波通信、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。 过去，电力系统的各个变电站都有人值守，可以对直流设备的运行状态进行定期检查，因而可以发现并处理其出现的异常现象，保证变电站的安全稳定运行。 随着电力系统自动化、计算机控制和电力电子技术的发展及实际现场运行和维护的需要，对直流电源装置的要求也在相应提高。 现行部分变电站直流系统介绍 直流系统装置 其工作原理：在正常时用整流器把变电站 里低压交流电变成直流电源供给直流母线。 其中有两组整流装置，都采用三相桥式整流接线。 第一组整流器容量大并供给断路器合闸西南交通大学 网络教育 毕业设计 （ 论文 ） 10 用，第二组整流器仅向控制、信号回路供电。 两组整流装置用电阻和逆止元件来隔开，逆止元件防止断路器合闸或合闸母线故障时，整流装置向合闸母线供电，从而保证了控制、信号电源的可靠性。 电阻用来限制控制、信号母线侧短路时流过逆止元件的电流。 主要运行方式是：当变电站故障时，变电站内的电源消失，为让继电保护装置正确动作，在直流系统装置中附加若干电容器组，且电容器组正常情况下已充足电，能在站用电消失时能对继 电保护装置及断路器跳闸回路放电，使断路器可靠的跳闸。 但是由于电容储能中电容的容量只有数千微法，且存在短时性，对事故分闸的可靠性差，只承担短时的断开开关电源，且事故发生后不能供给事故照明。 由相当数量的蓄电池串接成蓄电池组进行供给，采用充电放电运行方式。 工作原理：也是由整流器把站用变的交流电压转化成直流电源供给直流母线并供给各馈线中。 主要运行方式：正常运行时蓄电池进行周期性的充电和放电，即定期给蓄电池组充电，充足后，断开充电装置，蓄电池组供给直流负荷。 其蓄电池组供给直流负荷有 三类 经常性负荷 如信号灯、位置继电器、及其长期带电的继电器等， 2 短时负荷。 如断路器电磁操作机构的跳、合线圈等。 3 事故负荷。 如事故照明。 但是交流电源在蓄电池组任何工作情况下都有可能发生故障，为保证直流系统供电的可靠性，蓄电池组放电时应留有一定的余量，通常在放电至额定容量 60~70%时，就应进行充电。 虽然蓄电池组供电的优点事故不受电网电压的影响，供电可靠性高，尤其是在发生事故照明的时候还可以作为事故照明的可靠电源。 但也存在着投资大、寿命短、运行费用高、维护工作量大 可靠性低、直流系统绝缘差、充电机因大电流开 关合闸经常跳闸等一系列 缺陷。 对保护要求日益精准的今天，这样的设备装置已逐渐退出舞台。 西南交通大学 网络教育 毕业设计 （ 论文 ） 11 3 现行变电站直流系统存在问题及原因 主要问题。 一些变电站设备还是属于 80 年代的设备， 不能保证发电厂、变电所的安全运行和事故处理。 直流系统管理运行、维护检修专业人员缺乏高度责任心，专业技术水平尚需提高。 由于设备落后，设计不合理在运行过程中就会产生种种问题，比如：熔断器越级熔断。 硅链开路击穿。 蓄电池过充欠充。 母线电压过高。 蓄电池容量不足。 充电机参数不能满足运行要求 等等。 现场环境的恶劣也对蓄电池的容量产生影响，从而影响其使用寿命。 变电站一次设备电磁开关过多，合闸电流过大，对蓄电池容量、放电率要求较高。 蓄电池容量随放电倍率的增大而降低。 为了节约建设成本，降低工程造价，减少占地面积，目前，电力系统中很多变电所直流系统仍大量采用单组蓄电池。 即使采用双组蓄电池的变电所，在接线上虽然普遍为双路环形供电（一路备用），但在故障失电时仍需由值班员手动切换。 在电网中发生事故的情况下，值班员很难在短时间内完成直流电源的切换，尤其对于无人值班变电站，成为不可能完 成的任务，而这往往是致命的。 因此、在发生变电站内事故的同时引发直流系统故障，一旦蓄电池引线熔断器越级熔断，保护装置或断路器因失去直流工作电源而拒动，故障不能被及时切除，造成事故扩大，引起大面积停电 直流系统接线方式存在缺陷，不能满足蓄电池充电、控制母线电压等运行要求。 、空气开关问题 由于熔断器、空气开关问题造成变电站直流熔断器越级熔断，控制母线失压。 目前，国内很多变电站直流系统熔断器上下级配置不合理，级数过多，直流回路有短。