CN109888765B - 220kv两电两充直流系统不停电更换方法 - Google Patents

Abstract

220KV两电两充直流系统不停电更换方法，包括倒闸操作，将2#直流系统负荷转移至1#直流系统，拆除原5P直流充电柜II、原6P事故照明切换柜；安装新2#直流充电柜、新3#直流馈电柜；转移原4P直流馈电柜II负荷；安装新4#直流馈电柜；拆除原3P直流联络柜、安装新2#直流馈电柜；拆除原2P直流馈电柜I、拆除原1P直流充电柜I；安装新1#直流馈电柜和新1#直流充电柜，并调试。本发明一种220KV两电两充直流系统不停电更换方法，即在不停电情况下，更换两电两充直流系统可以在原位安装新的直流系统，省略了过桥系统，即临时直流系统，从而直接更换新系统。节省了大量的人力、物力，降低电网风险，减少停电时间。

Description

220KV两电两充直流系统不停电更换方法

技术领域

本发明涉及变电站直流系统技术领域，具体是一种220KV两电两充直流系统不停电更换方法。

背景技术

现有220kV两电两充直流系统更换方法：

目前为止，针对于电力系统220kV两电两充变电站直流系统改造过程中，在不停电的状态下，更换直流系统施工都采用目前的方法，即采用一套临时直流系统C作为过桥系统，直流系统C包括三部分：临时直流系统馈电柜、临时蓄电池组、临时直流系统充电机。将现有直流系统A负荷转移至临时直流系统C，确认负荷转移成功后，拆除现有直流系统A，安装调试新直流系统B，再将临时直流系统C负荷转移至新直流系统B，负荷转移成功后拆除临时直流系统C，新直流系统B正式投运，完成在不停电状态下更换直流系统的工作。

现有220kV两电两充直流系统不停电更换方法的操作流程。

2.1、目前采用的变电站直流系统改造过程流程框图如图1所示；

2.2、直流系统改造框图如图2所示；

2.3、直流系统部件组成示意图如图3（1）、如图3（2）、如图3（3）所示。

2.4、目前采用的整体更换方式要使用6个步骤，流程图如图4所示。

2.5、现有220kV两电两充直流系统更换步骤说明：

第一步：组装并调试C系统。

第二步：敷设C系统与变电站内控制柜、保护柜、合闸回路（各间隔端子箱、开关柜）之间的电缆，然后将A系统负荷转换到C系统。

第三步：确认A系统所有负荷已经转移到C系统后，拆除A系统。

第四步：在A系统原位安装并调试B系统。

第五步：敷设B系统与变电站内控制柜、保护柜、合闸回路（各间隔端子箱、开关柜）之间的电缆，然后将C系统负荷转换到B系统。

第六步：确认C系统所有负荷已经转移到B系统后，拆除C系统。

目前直流系统更换方法存在的问题与弊端：

3.1 风险：

（1）运行风险：

在两电两充直流系统更换的过程中，临时直流系统馈电柜、临时蓄电池组、临时直流系统充电机都处于失去监视的状态，如果发生直流系统接地（或其他直流系统故障），变电站临时直流系统无法报警，同时运维部门与调度监控中心也无法及时监控与发现故障。

（2）电网安全风险：

在两电两充直流系统更换的过程中，总共需要2次转移负荷，首先是将负荷从A系统转C系统，然后从C系统转移到B系统，转移次数越多风险越大，每次转移的过程中都面临着出现四级电网风险的隐患，极易造成大组积的停电现象，故转移次数越少越安全。

3.2 成本方组：

（1）材料浪费严重：

在敷设临时直流馈电柜与变电站内控制柜、保护柜、合闸回路（各间隔端子箱、开关柜）之间电缆的时候，需要使用大量的控制电缆，而这些电缆最终将无法再次使用，会造成巨大的浪费。A系统内共有2组馈电柜，每组馈电柜有20个支路，每个支路需要使用一根电缆，每个支路使用电缆长度约为100-200米（取中间值150米计算），一般使用KvvP 4×4电缆，以市场上中等价位国产的电缆为例（湖北宜昌红旗电缆有限公司产品），该KvvP 4×4电缆售价为16元/米，经过估算在一次两电两充直流系统更换中， 2（馈电柜数量）×20（馈电柜支路数）×150（临时电缆长度）×16（电缆单价）=96000元，加上电缆头制作，控制电缆辅材等，约10万元左右，而在施工结束后，所有连接临时直流系统的控制电缆拆除后，因电缆已加工过，无法再次使用，只能当废品处理，而每年全国大量的变电站需要进行直流系统改造，这些变电站直流改造过程中，材料浪费现象十分严重。

（2）人工成本：

两电两充直流系统更换改造过程中，需要配合班组有保护班、直流班、变电操巡班，按每个班组最低三人计算（工作负责人1人，工作监护人1人，工作班成员1人）总共需要的工作班成员人数约为9人以上，劳务工人需要约4人，总共需要13人左右，除去工作班成员，劳务工人每人每天约200元，电力企业需要支出劳务工资约4（劳务人数）×20（施工天数）×200（劳务人员日薪）=16000元。

（3）时间成本：

两电两充直流系统更换过程中，由于需要转移2次负荷，按现有方法施工，施工时间为20天左右。

发明内容

本发明的目的在于提供一种220KV两电两充直流系统不停电更换方法，即在不停电情况下，更换两电两充直流系统可以在原位安装新的直流系统，省略了过桥系统，即临时直流系统，从而直接更换新系统。节省了大量的人力、物力，降低电网风险，减少停电时间。

本发明采取的技术方案为：

220KV两电两充直流系统不停电更换方法，包括以下步骤：

步骤1：倒闸操作，将2#直流系统负荷转移至1#直流系统，拆除原5P直流充电柜II、原6P事故照明切换柜；

步骤2：安装新2#直流充电柜、新3#直流馈电柜；

步骤3：转移原4P直流馈电柜II负荷；

步骤4：安装新4#直流馈电柜；

步骤5：拆除原3P直流联络柜、安装新2#直流馈电柜；

步骤6：拆除原2P直流馈电柜I、拆除原1P直流充电柜I；

步骤7：安装新1#直流馈电柜和新1#直流充电柜，并调试。

本发明一种220KV两电两充直流系统不停电更换方法，技术效果如下：

在不停电的状态下安装两电两充直流系统，在原位上安装，施工周期减短，主要具有以下几方面的优势：

3.1 风险的消除：

（1）、运行风险的避免：

在两电两充直流系统更换的过程中，由于没有临时直流系统，因此整个直流系统更换的过程都处于监视状态下，如果发生直流系统任何故障报警信号，运维部门与调度监控中心就能及时监控、发现故障。

（2）、电网安全风险的减少：

两电两充直流系统不停电更换新方法中，总共需要1次转移负荷，从A系统转移到B系统，转移次数越少风险越小，整个更换过程只面临着出现一次四级电网风险的隐患，安全性提高了50%。

3.2 成本方组：

（1）、材料浪费消除：

在原位安装新直流系统，没有临时直流系统，不需要使用控制电缆及相关辅材，不存在浪费，经济效益十分显著。

（2）、人工成本：

两电两充直流系统更换改造过程中，需要配合班组有保护班、直流班、变电操巡班，按每个班组最低三人计算（工作负责人1人，工作监护人1人，工作班成员1人）总共需要的工作班成员人数约为9人以上，劳务工人需要约4人，总共需要13人左右，除去工作班成员，劳务工人每人每天约200元，电力企业需要支出劳务工资约：4（劳务人数）×10（施工天数）×200（劳务人员日薪）=8000元。相比之前的安装方法，劳务成本降低了50%。

（3）、时间成本：

两电两充直流系统更换过程中，由于需要转移1次负荷，按现有方法施工，施工时间为10天左右，停电时间减少50%，稳定持续的供电对社会所产生的经济效益不可估量，对保证用户持续稳定的供电意义重大。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为现有的变电站直流系统改造过程流程框图。

图2为直流系统改造框图。

图3（1）直流系统的A系统组成框图；

图3（2）直流系统的B系统组成框图；

图3（3）直流系统的C系统组成框图。

图4为现有的不停电更换步骤示意图。

图5为本发明变电站直流系统改造过程流程框图。

图6为本发明直流系统改造框图。

图7（1）为本发明变电站直流系统的A系统组成框图；

图7（2）为本发明变电站直流系统的B系统组成框图；

图8为本发明方法不停电更换流程图。

图9为本发明220KV两电两充直流系统控制电路图。

图10为本发明220KV两电两充直流系统布置图。

具体实施方式

220KV两电两充直流系统不停电更换方法，包括以下步骤：

步骤1：倒闸操作，将2#直流系统负荷转移至1#直流系统，拆除原5P直流充电柜II、原6P事故照明切换柜：

步骤1.1、负荷转移：原4P直流馈电柜II负荷转移到原2P直流馈电柜I，检查1P直流充电柜I输出电流为14.5A，检查原5P直流充电柜II输出电流为0。

步骤1.2、拆除原6P事故照明切换柜，将拆除电缆做好绝缘措施处理，放到电缆夹层内。

步骤1.3、断开原2#直流系统交流电源：在低压开关室找到原直流充电柜IIZLCDG2的交流电源1#、2#并断开，在原5P直流充电柜II将交流电源1路、2路总输入拆除，并做好绝缘措施处理，充电机输出直流母线拆除、核相并做好绝缘措施处理，放置电缆夹层并做好标记。

步骤1.4、拆除原5P直流充电柜II。

步骤2：安装新2#直流充电柜、新3#直流馈电柜：

步骤2.1、安装新2#直流充电柜、新3#直流馈电柜；

步骤2.2、敷设新2#直流充电柜的信号硬接点电缆至78P、79P公用测控柜I、II，同时请保护班调试，将RS485通讯电缆敷设完毕。

步骤2.3、交流电源1#、2#接入新2#直流充电柜；

步骤2.4、在原4P直流馈电柜II下端将新2#直流蓄电池组进线逐相拆除，接入2#直流充电柜的蓄电池输出开关ZK4；

步骤2.5、将新2#直流充电柜、新3#直流馈电柜安装调试。

步骤3：转移原4P直流馈电柜II负荷：

步骤3.1、负荷转移：将原4P直流馈电柜II控制电源空开，负荷转移至新3#直流馈电柜的控制电源空开201Z-224Z，逐个对应重新敷设新电缆，确认灯亮系统运行正常后断开原4P直流馈电柜II对应空开。

例如：原4P直流馈电柜II 的201Z保护电源II转移负荷：

a、敷设电缆从新3#直流馈电柜至原保护柜，电源接入后确认3#直流馈电柜控制电源空开201Z不合，指示灯亮；

b、合上新3#直流馈电柜控制电源空开201Z，检查原4P直流馈电柜II和新3#直流馈电柜的201Z指示灯都亮，且无压差；

c、断开原4P直流馈电柜II空开 201Z，检查原4P直流馈电柜II 201Z和新3#直流馈电柜201Z指示灯都亮；

d、在原保护柜上找到至原4P直流馈电柜II 空开201Z保护电源II的电缆位置，并在原保护柜上解开，原4P直流馈电柜II 201Z指示灯灭，新3#直流馈电柜201Z指示灯亮；

e、将旧电缆退出运行，拆除。

其他控制电源电路照此执行。

步骤3.2、经向调度申请停电，将原4P 直流馈电柜II（至24、23、22、25、26端子箱）断开空开，将电缆解开，并做好绝缘措施处理。转移至新3#直流馈电柜2Z1，合空开，电源恢复。110kV储能电源II（至30、28、27、31、32端子箱）#2绝缘监测装置电源（取消）、备用。27Z35kV开关合闸电源空开负荷转移方式以此类推。

步骤4：安装新4#直流馈电柜；

确认原4P直流馈电柜II负荷都转移至新3#直流馈电柜，将原2#直流系统与原1#直流系统解开运行，原4P直流馈电柜II的转换把手2QF4与原3P直流联络柜的连接电缆解开并做好绝缘措施处理；拆除原4P直流馈电柜II；安装新4#直流馈电柜并将直流接地检测装置调试完毕，将新4#直流馈电柜与新3#直流馈电柜永久连接。

步骤5：拆除原3P直流联络柜、安装新2#直流馈电柜：

步骤5.1、将新3#直流馈电柜上的控制电源空开225Z、合闸电源空开2Z13与原2P直流馈电柜I母排连接，保证压差2V以内。

步骤5.2、将原3P直流联络柜拆除，其中1#直流系统充电机输出开关1QF3（1#直流系统充电机输出开关）与原2#直流馈电柜I联络电缆带电，拆除并做好绝缘措施处理，安装新2#直流馈电柜，在其底部的铜排分别与新3#直流馈电柜控制电源空开226Z、合闸电源空开2Z14临时连接，新2#直流馈电柜底部铜排与新2#直流充电柜转换把手ZK6永久连接，2#直流馈电柜调试完毕；

步骤5.3、将原2P直流馈电柜I控制电源空开转移至新2#直流馈电柜127Z-162Z重新逐个敷设新的电缆，接入后将原2P直流馈电柜I空开逐个断开，确认灯亮后解开跳线。

例如：

原2P 直流馈电柜I 101Z的04、08保护电源I转移负荷：

a、敷设电缆从新2#直流馈电柜至04、08保护柜，电源接入后确认新2#直流馈电柜空开127Z不合，指示灯亮；

b、合上新2#直流馈电柜空开127Z，检查原2P直流馈电柜I 101Z和新2#直流馈电柜的127Z指示灯都亮，且无压差；

c、断开原2P直流馈电柜I 空开101Z，检查原2P直流馈电柜I 101Z和新2#直流馈电柜127Z指示灯都亮；

d、在04、08保护柜上找到至原2P直流馈电柜I 101Z电缆的位置，并在04、08柜上解开，原2P直流馈电柜I 101Z指示灯灭，新2#直流馈电柜的127Z指示灯亮；

e、将旧电缆退出运行，拆除。

其他控制电源电路照此执行。

步骤5.4、经向调度申请停电，将原2P直流馈电柜I 的11Z 220kV储能电源I（至01、02、03端子箱）断开空开，将电缆解开拆除并做好绝缘措施处理，转移至新2#直流馈电柜1Z15，合空开，电源恢复（12Z 220kV储能电源II（至06、07、09端子箱）、#1所用变电源、#2所用变电源、35kV合闸电源I空开13Z（至50、51、52端子箱）、35kV合闸电源II空开14Z（至46、47、48、49端子箱），空开负荷转移至新2#直流馈电柜方式以此类推。

步骤6：拆除原2P直流馈电柜I、拆除原1P直流充电柜I；

步骤6.1、将原2P直流馈电柜I与新3#直流馈电柜的控制电源空开226Z、合闸电源空开2Z14临时连接线拆除，在原2P直流馈电柜I下端将1#直流蓄电池组进线逐个拆除并做好绝缘措施处理，放置电缆夹层，拆除原2P直流馈电柜I。

步骤6.2、在低压开关室找到直流充电柜I交流电源1#、2#断开，将交流电源1路2路总输入解开并做好绝缘措施处理。拆除原1P直流充电柜I。

步骤7：安装新1#直流馈电柜和新1#直流充电柜，并调试：

步骤7.1、安装新1#直流馈电柜和新1#直流充电柜，敷设1#直流充电柜的信号硬接点电缆至78P、79P公用测控柜I、II，并请求保护班调试，将RS485通讯电缆敷设完毕。

步骤7.2、I和II交流总电源接入新1#直流充电柜，在夹层将1#直流蓄电池组进线逐相接入新1#直流充电柜；将新1#直流充电柜、新1#直流馈电柜安装调试；将新1#直流馈电柜和新2#直流馈电柜底部铜排永久连接，压差2V以内。新4#直流馈电柜底部铜排与新1#直流充电柜母联转换开关ZK5永久连接；新2#直流馈电柜底部铜排与新2#直流充电柜ZK6母联转换开关永久连接。将新2#直流馈电柜其底部的铜排与新3#直流馈电柜控制电源空开226Z、合闸电源空开2Z14的临时连接电缆拆除，新1#直流充电柜、2#直流馈电柜调试完毕。

步骤7.3、新1#直流充电柜、新2#直流充电柜敷设至蓄电池室1#、2#直流系统蓄电池组的采样装置通讯电缆，并对1#、2#直流系统采样装置进行改造。

步骤7.4、请保护班通知后台厂家调试共同调试。

步骤7.5、作现场收尾。

Claims (7)

1.220KV两电两充直流系统不停电更换方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：倒闸操作，将2#直流系统负荷转移至1#直流系统，拆除原5P直流充电柜II、原6P事故照明切换柜；

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1、负荷转移：原4P直流馈电柜II负荷转移到原2P直流馈电柜I，检查1P直流充电柜I输出电流为14.5A，检查原5P直流充电柜II输出电流为0；

步骤1.2、拆除原6P事故照明切换柜，将拆除电缆做好绝缘措施处理，放到电缆夹层内；

步骤1.3、断开原2#直流系统交流电源：在低压开关室找到直流充电柜II的交流电源1#、2#并断开，在原5P直流充电柜II将交流电源1路、2路总输入拆除，并做好绝缘措施处理，充电机输出直流母线拆除、核相并做好绝缘措施处理，放置电缆夹层并做好标记；

步骤1.4、拆除原5P直流充电柜II；

步骤2：安装新2#直流充电柜、新3#直流馈电柜；

步骤3：转移原4P直流馈电柜II负荷；

步骤4：安装新4#直流馈电柜；

步骤5：拆除原3P直流联络柜、安装新2#直流馈电柜；

步骤6：拆除原2P直流馈电柜I、拆除原1P直流充电柜I；

步骤7：安装新1#直流馈电柜和新1#直流充电柜，并调试。

2.根据权利要求1所述220KV两电两充直流系统不停电更换方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、安装新2#直流充电柜、新3#直流馈电柜；

步骤2.2、敷设新2#直流充电柜的信号硬接点电缆至公用测控柜I、II；

步骤2.3、交流电源1#、2#接入新2#直流充电柜；

步骤2.4、在原4P直流馈电柜II下端将新2#直流蓄电池组进线逐相拆除，接入2#直流充电柜蓄电池输出开关；

步骤2.5、将新2#直流充电柜、新3#直流馈电柜安装调试。

3.根据权利要求1所述220KV两电两充直流系统不停电更换方法，其特征在于：所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1、负荷转移：将原4P直流馈电柜II控制电源空开，负荷转移至新3#直流馈电柜的空开，逐个对应重新敷设新电缆，确认灯亮系统运行正常后断开原4P直流馈电柜II对应空开；

步骤3.2、经向调度申请停电，将原4P110kV储能电源I断开空开，将电缆解开，并做好绝缘措施处理，转移至新3#直流馈电柜，合空开，电源恢复。

4.根据权利要求1所述220KV两电两充直流系统不停电更换方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：

确认原4P直流馈电柜II负荷都转移至新3#直流馈电柜，将原2#直流系统与原1#直流系统解开运行，原4P直流馈电柜II的转换把手与原3P直流联络柜的连接电缆解开并做好绝缘措施处理；拆除原4P直流馈电柜II；安装新4#直流馈电柜并将直流接地检测装置调试完毕，将新4#直流馈电柜与新3#直流馈电柜永久连接。

5.根据权利要求1所述220KV两电两充直流系统不停电更换方法，其特征在于：所述步骤5包括以下步骤：

步骤5.1、将新3#直流馈电柜上的控制电源空开、合闸电源空开与原2P直流馈电柜I母排连接，保证压差2V以内；

步骤5.2、将原3P直流联络柜拆除，其中1#直流系统充电机输出开关与原2#直流馈电柜I联络电缆带电，拆除并做好绝缘措施处理，安装新2#直流馈电柜，在其底部的铜排分别与新3#直流馈电柜控制电源空开、合闸电源空开临时连接，新2#直流馈电柜底部铜排与新2#直流充电柜转换把手永久连接，2#直流馈电柜调试完毕；

步骤5.3、将原2P直流馈电柜I控制电源空开转移至新2#直流馈电柜，重新逐个敷设新的电缆，接入后将原2P直流馈电柜I空开逐个断开，确认灯亮后解开跳线；

步骤5.4、经向调度申请停电，将原2P直流馈电柜I 的220kV储能电源I断开空开，将电缆解开拆除并做好绝缘措施处理，转移至新2#直流馈电柜，合空开，电源恢复。

6.根据权利要求1所述220KV两电两充直流系统不停电更换方法，其特征在于：所述步骤6包括以下步骤：

步骤6.1、将原2P直流馈电柜I与新3#直流馈电柜的控制开关、合闸控制开关临时连接线拆除，在原2P直流馈电柜I下端将1#直流蓄电池组进线逐个拆除并做好绝缘措施处理，放置电缆夹层，拆除原2P直流馈电柜I；

步骤6.2、在低压开关室找到直流充电柜I交流电源1#、2#断开，将交流电源1路2路总输入解开并做好绝缘措施处理；

拆除原1P直流充电柜I。

7.根据权利要求1所述220KV两电两充直流系统不停电更换方法，其特征在于：所述步骤7包括以下步骤：

步骤7.1、安装新1#直流馈电柜和新1#直流充电柜，敷设1#直流充电柜的信号硬接点电缆至公用测控柜I、II，将RS485通讯电缆敷设完毕；

步骤7.2、I和II交流总电源接入新1#直流充电柜，在夹层将1#直流蓄电池组进线逐相接入新1#直流充电柜；将新1#直流充电柜、新1#直流馈电柜安装调试；将新1#直流馈电柜和新2#直流馈电柜底部铜排永久连接，压差2V以内；

新4#直流馈电柜底部铜排与新1#直流充电柜母联转换开关永久连接；新2#直流馈电柜底部铜排与新2#直流充电柜母联转换开关永久连接；

将新2#直流馈电柜其底部的铜排与新3#直流馈电柜的控制电源空开201Z-224Z、合闸电源空开2Z1-2Z14的临时连接电缆拆除，新1#直流充电柜、2#直流馈电柜调试完毕；

步骤7.3、新1#直流充电柜、新2#直流充电柜敷设至蓄电池室1#、2#直流系统蓄电池组的采样装置通讯电缆，并对1#、2#直流系统采样装置进行改造。

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