直流系统

本项目通过对直流电源系统框架、蓄电池全状态多变量监测方法及在线核容放电方法进行研究分析，首次提出新型直流电源系统中两段直流母线互为备用策略、蓄电池远程在线核容放电的控制策略和关键技术，形成一套远程在线核容放电的变电站智能直流系统，由蓄电池全状态智能监测、在线核容成套设备、DC-DC直流智能母联和智能高频开关充电模块及站用电源监控系统组成，可实现功能：1以DC-DC智能母联搭建出两段直流系统的在线热备用框架，当发生直流母线失压或欠压时，能自动保持直流母线的连续供电特性，保证直流系统供电可靠性；2.不脱离直流系统下蓄电池远程在线核容放电（所放电的电能回馈电网）和蓄电池全状态多变量数据的远程实时监测、维护，替代原有静态、离线、人工的蓄电池运维模式，及时发现蓄电池隐患，提高运维效率；3.实现直流充电机对交流输入低电压和缺相的适应性的措施，进一步保证电网故障初期直流系统的运行稳定性；4.搭建一套完整的蓄电池远程后台维护系统，可管理500个变电站的蓄电池系统，可实现站用电源系统的实时监测、蓄电池自动在线养护、历史数据保存及分析、蓄电池性能综合评估、蓄电池劣化的提前预警等，提高蓄电池维护效率、节约人工成本。

变电站直流是电网安全的重要环节，提升直流系统的安全性、可靠性是永恒的主题。为了解决这些问题，泰昂公司做出了自己探索。改变传统直流电池串联模式为采用DC/DC技术的电池并联模式。通过多年的摸索不断完善了这项技术，在国内各级变电站也开展了大量的应用。本文对技术和应用给各位领导、专家、同行做了介绍。

结合现场案例进行分析，分析站用直流电源运维中存在的主要难点包括：（1）蓄电池寿命短、频现单体开路，装置整定不规范、直流异常信息反馈不及时，给电网的安全运行带来极大的风险；（2）直流系统级差配合缺乏试验标准和验收规范，馈线空开运行年限长，更换困难；（3）落实反措要求滞后；（4）非典型接地难查找。并从从装置定值管理、交接验收、大修技改原则、新技术应用几方面探讨站用直流电源系统运维管理和新技术应用。最后分享了山西公司针对上述问题的做法和几起典型案例。

针对目前直流系统蓄电池组核容放电试验费时费力的问题，提出智能在线核容放电技术，采用可电动操作的断路器对蓄电池组进行解列操作，通过并网逆变器将直流电逆变成交流380V并入电网，循环使用，节能环保。当达到停止放电条件时，停止放电，恢复系统原有状态，并记录放电过程中的相关蓄电池参数，形成核容放电试验报告。就地设备通过电力系统数据综合网，将片区变电站核容放电设备接入核容放电服务器，统一进行监控管理，可通过监控终端电脑进行各个变电站的远程核容放电试验。

对于厂站直流系统的2V蓄电池、共108节，传统的核对性容量放电试验首先要拆下108只蓄电池的防尘章，然后依次安装108个电压采样模块在相应编号的蓄电池正负板两端，以便放电仪在放电过程中能监测并记录每个蓄电池的实时电压，再进行试验。试验结束后，还要将108个电压采样模块取下按顺序收好，再将108只蓄电池防尘罩軍上，整个工作过程工作量大而繁。 且厂站部分电池屏柜层内空间小，采样盒接线非常困难，试验接线过程中手容易触碰到屏柜金属外壳，引发触电、电池短路等不安全隐息，严重的会造成厂站直流接地，甚至引起保护拒动、误动。 《电力设备检修规程Q/CSG1206007-2017》规定蓄电池在前4年内每2年一次定检，之后每年一次，比原来的前面6年每2年一次之后每年一次的规定增加了工作量，如果再按传统方法则需要更多的人力和物力。 所以，研制蓄电池放电数据转换装置对传统试验方法改进，只需通过蓄电池放电数据转换装置，放电仪即可随时读取并保存蓄电池的实时电压，不再需要每次都安装108个电压采集模块。

近年来，随着直流输电工程的快速发展以及直流负载的广泛应用，高可靠、低成本的直流断路器研究日益受到人们的关注。然而，目前尚未完全形成系统的直流保护理论体系与快速直流断路器技术，难以保障直流电网的安全可靠运行，阻碍了其进一步发展。本报告，首先对直流配电网的故障特性进行了分析，指出固态断路器更符合中低压直流系统的需求；在此基础上提出了一种基于碳化硅JFET的智能固态断路器拓扑结构及其控制策略；此外，讨论了JFET的串并联技术，大幅提升了直流固态断路器的功率等级。

第三代智能变电站对传统变电站、第一代智能站以及新一代智能站从设计、制造、建设、运检等各方面进行全面总结与提升，对电网本质安全及未来发展方向具有十分重要意义。

在新版DL/T5044-2014中良信配合修编组完成直流系统短路电流计算21万组数据，用时3年，研究断路器在直流系统中的配合。 体化电源：共享直流操作电源的蓄电池组，取消传统UPS和通信电源的蓄电池组和充电单元，采用电力专用UPS和DC/DC直接由直流母线变换取得交流不问断电源和通信电源。

直流系统是变电站非常重要的组成部分，它的主要任务是给继电保护装置、断路器操作、各类信号回路提供电源。直流系统的正常运行与否，关系到继电保护及断路器能否正确动作，会影响变电站乃至整个电网的安全运行。

近年来，因站用交直流系统配置不合理、级差配合不当、维护不到位等问题导致的继电保护拒动、全站失压、变电站火灾等事故在国内又有所冒头，给电网的安全运行带来较大威胁。