CN112260396A - 变电站直流电源联络电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变电站直流电源联络电路及方法，联络电路包括：三相低压断路器、单芯低压电缆线和三芯低压电缆线；三相低压断路器电源侧的第一接线端子和第二接线端子分别与第一直流馈电屏的正合闸母线和正控制母线连接，三相低压断路器电源侧的第三接线端子同时与第一直流馈电屏的负合闸母线和负控制母线连接，三相低压断路器负载侧的第一接线端子和第二接线端子分别与第二直流馈电屏的正合闸母线和正控制母线连接，三相低压断路器负载侧的第三接线端子同时与第二直流馈电屏的负合闸母线和负控制母线连接。本发明能够在某一直流电源系统出现异常退运后，可实现由另一正常直流电源系统给异常直流电源系统的直流负荷供电，且接线及操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及变电站直流电源技术领域，尤其涉及一种变电站直流电源联络电路及方法。
背景技术
直流电源是变电站的重要电力设备，是变电站的控制、保护、信号指示、自动装置、事故照明等装置的重要电源。对于110kV及以上电压等级的变电站，一般配置有两个直流电源系统，两个直流电源系统在正常运行情况下各自带一部分负荷，当其一个直流电源系统出现故障时，可通过两个直流电源系统的直流馈电屏的控制母线和控制母线之间、合闸母线和合闸母线之间装设的空气断路器，实现两个直流电源系统之间的电气联络。然而，现有的变电站中，两个直流馈电屏的控制母线和控制母线之间、合闸母线和合闸母线之间分别建立的电气联络电路，存在所用断路器多，接线复杂，操作较为复杂等问题。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种变电站直流电源联络电路及方法。
第一方面，本发明公开了一种变电站直流电源联络电路，所述联络电路用于实现两个直流电源系统的电气联络，包括：三相低压断路器、单芯低压电缆线和三芯低压电缆线；
所述三相低压断路器电源侧的第一接线端子和第二接线端子分别通过所述单芯低压电缆线与所述第一直流电源系统的第一直流馈电屏的正合闸母线和正控制母线连接，所述三相低压断路器电源侧的第三接线端子通过所述单芯低压电缆线同时与所述第一直流馈电屏的负合闸母线和负控制母线连接，所述三相低压断路器负载侧的第一接线端子和第二接线端子分别通过所述三芯低压电缆线与所述第二直流电源系统的第二直流馈电屏的正合闸母线和正控制母线连接，所述三相低压断路器负载侧的第三接线端子通过所述三芯低压电缆线同时与所述第二直流馈电屏的负合闸母线和负控制母线连接。
在一些可选的实施方式中，所述三相低压断路器为塑料外壳式直流断路器。
在一些可选的实施方式中，所述单芯低压电缆线为25mm2单芯低压铜芯电缆线。
在一些可选的实施方式中，所述三芯低压电缆线为3×25mm2三芯低压铜芯电缆线。
在一些可选的实施方式中，所述三相低压断路器安装在所述第一直流馈电屏或所述第二直流馈电屏上。
第二方面，本发明公开了一种变电站直流电源联络方法，所述方法利用上述的变电站直流电源联络电路实施，包括：
确认出现异常的直流电源系统；
检查两个直流电源系统是否具备短时并联运行条件；
若两个直流电源系统具备短时并联运行条件，闭合变电站直流电源联络电路中的三相低压断路器；
检查异常直流电源系统的直流馈电屏的正负合闸母线间的电压和正负控制母线间的电压是否在设定范围内；
断开异常直流电源系统中各整流模块两侧的断路器和电池组熔断器。
在一些可选的实施方式中，所述短时并联运行条件包括：两个直流电源系统的蓄电池的容量及规格型号一致，两个直流电源系统的充电整流模块和供电整流模块的规格型号一致，两个直流电源系统的电压参数和电流参数一致。
在一些可选的实施方式中，所述断开异常直流电源系统中各整流模块两侧的断路器和电池组熔断器，包括：断开各充电整流模块交流输入侧的交流电源断路器，断开各供电整流模块交流输入侧的交流电源断路器，断开各充电整流模块直流输出侧的直流断路器，断开各供电整流模块直流输出侧的直流断路器，断开蓄电池组与合闸母线间的电池组熔断器。
本发明技术方案的主要优点如下：
本发明的变电站直流电源联络电路及方法能够在两个直流电源系统中某一个直流电源系统出现故障或异常而需要退出运行时，实现由另一个正常直流电源系统给异常直流电源系统的直流负荷供电，解决变电站直流电源系统故障时造成的直流电源系统运行不稳定的问题，且所需断路器少，接线简单，操作简便。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附
图中：
图1为本发明一实施例的变电站直流电源联络电路的电气原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。
参见图1，第一方面，本发明一实施例提供了一种变电站直流电源联络电路，该联络电路用于实现变电站中两个直流电源系统的电气联络，包括：三相低压断路器(QF)、单芯低压电缆线和三芯低压电缆线；三相低压断路器电源侧的第一接线端子和第二接线端子分别通过单芯低压电缆线与第一直流电源系统的第一直流馈电屏的正合闸母线(+HM)和正控制母线(+KM)连接，三相低压断路器电源侧的第三接线端子通过单芯低压电缆线同时与第一直流馈电屏的负合闸母线(-HM)和负控制母线(-KM)连接，三相低压断路器负载侧的第一接线端子和第二接线端子分别通过三芯低压电缆线与第二直流电源系统的第二直流馈电屏的正合闸母线(+HM)和正控制母线(+KM)连接，三相低压断路器负载侧的第三接线端子通过三芯低压电缆线同时与第二直流馈电屏的负合闸母线(-HM)和负控制母线(-KM)连接。
以下对本发明一实施例提供的变电站直流电源联络电路的工作原理进行具体说明：
当两个直流电源系统中某一个直流电源系统出现故障或异常而需要退出运行时，先检查两个直流电源系统的控制母线和合闸母线是否具备短时并联运行的条件，若具备短时并联运行的条件，此时闭合联络电路中的三相低压断路器，建立起两个直流电源系统之间的电气联络，以进行短时并联运行，而后，待检查异常直流电源系统的直流馈电屏的正负合闸母线间的电压和正负控制母线间的电压稳定在设定范围内后，依次断开异常直流电源系统中各充电整流模块交流输入侧的交流电源断路器、各供电整流模块交流输入侧的交流电源断路器、各充电整流模块直流输出侧的直流断路器、各供电整流模块直流输出侧的直流断路器、蓄电池组与合闸母线间的电池组熔断器，实现由另一个正常直流电源系统给异常直流电源系统的直流负荷供电，能够解决变电站直流电源系统故障时造成的直流电源系统运行不稳定的问题，且所需断路器少，接线简单，操作简便。
其中，在建立起两个直流电源系统之间的电气联络后，直流馈电屏上设计安装的数字式直流绝缘在线监测装置可能会有绝缘降低报警显示，这是因为两个直流电源系统分别有各自的参考接地点，当两个直流电源系统并列运行时，实际上出现了两个参考接地点，两者互相干扰，数字式直流绝缘在线监测装置会逻辑判断为不完全接地，此时将出现异常的直流电源系统的监测装置临时停运，绝缘降低报警自动消除。
本发明一实施例中，正负合闸母线间的电压和正负控制母线间的电压的设定范围分别为合闸电源电压值±Y1和控制电源电压值±Y2。其中，Y1和Y2的具体数值根据实际情况进行确定。例如，当用于直流电源额定电压为220V的直流电源系统的电气联络时，正负合闸母线间的电压的设定范围为240±5V，正负控制母线间的电压的设定范围为220±5V。
进一步地，本发明一实施例中，若要利用变电站直流电源联络电路实现两个直流电源系统之间的电气联络，两个直流电源系统需具备如下的短时并联运行条件：
两个直流电源系统的蓄电池的容量及规格型号一致，两个直流电源系统的充电整流模块和供电整流模块的规格型号一致，两个直流电源系统的电压参数和电流参数一致。
在短时并联运行时，如果蓄电池组的电压不相等，电压低的蓄电池组会成为电压高的蓄电池组的负荷，将在两个蓄电池组间产生较大的环流，造成电池发热，供电量减少，电池寿命下降，并且不同规格型号、容量不匹配的蓄电池组并联使用，也容易损坏电池。
为此，在进行两个直流电源系统的设计选型时，应基于上述的短时并联运行条件进行设计选型，实现在两个直流电源系统中一个直流电源系统发生故障退出运行前，可将两个直流电源系统的控制母线和合闸母线短时并联运行，之后再断开故障的直流电源，以满足两个直流电源系统切换时直流不中断供电的要求；同时，也便于在直流电源系统故障检修时可实现备件的相互替换。
可选的，本发明一实施例中，三相低压断路器为塑料外壳式直流断路器。进一步可选的，三相低压断路器采用型号为GM225M-2320R的塑料外壳式直流断路器。
可选的，单芯低压电缆线为25mm2单芯低压铜芯电缆线。
可选的，三芯低压电缆线为3×25mm2三芯低压铜芯电缆线。
可选的，三相低压断路器安装在第一直流馈电屏或第二直流馈电屏上。如此能够便于三相低压断路器的安装和操作。
第二方面，本发明一实施例还提供了一种变电站直流电源联络方法，该方法利用上述的变电站直流电源联络电路实施，包括：
确认出现异常的直流电源系统；
检查两个直流电源系统是否具备短时并联运行条件；
若两个直流电源系统具备短时并联运行条件，闭合变电站直流电源联络电路中的三相低压断路器；
检查异常直流电源系统的直流馈电屏的正负合闸母线间的电压和正负控制母线间的电压是否在设定范围内；
断开异常直流电源系统中各整流模块两侧的断路器和电池组熔断器。
具体地，当两个直流电源系统中某一个直流电源系统出现故障或异常而需要退出运行时，先判断确认出现异常的直流电源系统，检查两个直流电源系统的控制母线和合闸母线是否具备短时并联运行的条件，若具备短时并联运行的条件，若具备短时并联运行的条件，闭合联络电路中的三相低压断路器，建立起两个直流电源系统之间的电气联络，以进行短时并联运行，而后，待检查异常直流电源系统的直流馈电屏的正负合闸母线间的电压和正负控制母线间的电压稳定在设定范围内后，断开异常直流电源系统中各整流模块两侧的断路器和电池组熔断器，实现由另一个正常直流电源系统给异常直流电源系统的直流负荷供电。
其中，在建立起两个直流电源系统之间的电气联络后，直流馈电屏上设计安装的数字式直流绝缘在线监测装置可能会有绝缘降低报警显示，这是因为两个直流电源系统分别有各自的参考接地点，当两个直流电源系统并列运行时，实际上出现了两个参考接地点，两者互相干扰，数字式直流绝缘在线监测装置会逻辑判断为不完全接地，此时将出现异常的直流电源系统的监测装置临时停运，绝缘降低报警自动消除。
进一步地，本发明一实施例中，短时并联运行条件包括：两个直流电源系统的蓄电池的容量及规格型号一致，两个直流电源系统的充电整流模块和供电整流模块的规格型号一致，两个直流电源系统的电压参数和电流参数一致。
在短时并联运行时，如果蓄电池组的电压不相等，电压低的蓄电池组会成为电压高的蓄电池组的负荷，将在两个蓄电池组间产生较大的环流，造成电池发热，供电量减少，电池寿命下降，并且不同规格型号、容量不匹配的蓄电池组并联使用，也容易损坏电池。
本发明一实施例中，正负合闸母线间的电压和正负控制母线间的电压的设定范围分别为合闸电源电压值±Y1和控制电源电压值±Y2。其中，Y1和Y2的具体数值根据实际情况进行确定。例如，当用于直流电源额定电压为220V的直流电源系统的电气联络时，正负合闸母线间的电压的设定范围为240±5V，正负控制母线间的电压的设定范围为220±5V。
进一步地，本发明一实施例中，断开异常直流电源系统中各整流模块两侧的断路器和电池组熔断器，包括：断开各充电整流模块交流输入侧的交流电源断路器，断开各供电整流模块交流输入侧的交流电源断路器，断开各充电整流模块直流输出侧的直流断路器，断开各供电整流模块直流输出侧的直流断路器，断开蓄电池组与合闸母线间的电池组熔断器。
可见，本发明一实施例提供的变电站直流电源联络电路及方法能够在两个直流电源系统中某一个直流电源系统出现故障或异常而需要退出运行时，实现由另一个正常直流电源系统给异常直流电源系统的直流负荷供电，解决变电站直流电源系统故障时造成的直流电源系统运行不稳定的问题，且所需断路器少，接线简单，操作简便。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。
最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种变电站直流电源联络电路，其特征在于，所述联络电路用于实现两个直流电源系统的电气联络，包括：三相低压断路器、单芯低压电缆线和三芯低压电缆线；
所述三相低压断路器电源侧的第一接线端子和第二接线端子分别通过所述单芯低压电缆线与所述第一直流电源系统的第一直流馈电屏的正合闸母线和正控制母线连接，所述三相低压断路器电源侧的第三接线端子通过所述单芯低压电缆线同时与所述第一直流馈电屏的负合闸母线和负控制母线连接，所述三相低压断路器负载侧的第一接线端子和第二接线端子分别通过所述三芯低压电缆线与所述第二直流电源系统的第二直流馈电屏的正合闸母线和正控制母线连接，所述三相低压断路器负载侧的第三接线端子通过所述三芯低压电缆线同时与所述第二直流馈电屏的负合闸母线和负控制母线连接。
2.根据权利要求1所述的变电站直流电源联络电路，其特征在于，所述三相低压断路器为塑料外壳式直流断路器。
3.根据权利要求1所述的变电站直流电源联络电路，其特征在于，所述单芯低压电缆线为25mm2单芯低压铜芯电缆线。
4.根据权利要求1所述的变电站直流电源联络电路，其特征在于，所述三芯低压电缆线为3×25mm2三芯低压铜芯电缆线。
5.根据权利要求1所述的变电站直流电源联络电路，其特征在于，所述三相低压断路器安装在所述第一直流馈电屏或所述第二直流馈电屏上。
6.一种变电站直流电源联络方法，所述方法利用权利要求1-5中任一项所述的变电站直流电源联络电路实施，包括：
确认出现异常的直流电源系统；
检查两个直流电源系统是否具备短时并联运行条件；
若两个直流电源系统具备短时并联运行条件，闭合变电站直流电源联络电路中的三相低压断路器；
检查异常直流电源系统的直流馈电屏的正负合闸母线间的电压和正负控制母线间的电压是否在设定范围内；
断开异常直流电源系统中各整流模块两侧的断路器和电池组熔断器。
7.根据权利要求6所述的变电站直流电源联络方法，其特征在于，所述短时并联运行条件包括：两个直流电源系统的蓄电池的容量及规格型号一致，两个直流电源系统的充电整流模块和供电整流模块的规格型号一致，两个直流电源系统的电压参数和电流参数一致。
8.根据权利要求6所述的变电站直流电源联络方法，其特征在于，所述断开异常直流电源系统中各整流模块两侧的断路器和电池组熔断器，包括：断开各充电整流模块交流输入侧的交流电源断路器，断开各供电整流模块交流输入侧的交流电源断路器，断开各充电整流模块直流输出侧的直流断路器，断开各供电整流模块直流输出侧的直流断路器，断开蓄电池组与合闸母线间的电池组熔断器。
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