500kV升压站直流电源运行方式分析及建议

摘要：500kV升压站是电厂的最重要系统，为了保障直流系统的稳定可靠，直流母线均为双路配置，均为手动切换，运行中若运行方式不正确将直接导致直流系统失电或合环运行，本文将就此展开分析。

关键词：直流电源；合环；跳闸 一、概述

2019年1月16日，在500kV GIS电子间核查我厂断路器的保护防跳回路的过程中发现500kV第一串屏顶直流控制小母线空开投退方式存在异常，随后检查了第二、第三串的相关空开投退情况，其中第一、第二串投退方式相反，但不确定是否正确，第三串投退存在问题。 二、升压站直流电源运行方式

升压站直流系统主要用途如下：保护装置电源、测控装置电源、断路器操作电源、DS\\ES操作电源、通讯装置电源。所有的直流电源均有直流小母线，小母线均有空开分别连接双段110V直流系统。图例如下：

第一串断路器保护直流母线对应I母开关为11DK、12DK、13DK（5013断路器失灵保护屏）与II母开关14DK、15DK、16DK（5011断路器失灵保护屏）互为备用；从图1可以看出，对于第一串断路器直流小母线，11DK、14DK为保护第二路操作电源小母线2KM提供电源，12DK、15DK为保护第一路操作电源小母线1KM提供电源，13DK、16DK为保护装置电源小母线KM提供电源。

第二串断路器保护对应I母开关为21DK、22DK、23DK（5023断路器失灵保护屏）与II母24DK、25DK、26DK（5021断路器失灵保护屏）互为备用；从图1可以看出，对于第二串断路器直流小母线，21DK、24DK为保护第二路操作电源小母线2KM提供电源，22DK、25DK为保护第一路操作电源小母线1KM提供电源，23DK、26DK为保护装置电源小母线KM提供电源。

从图2可以看出，对于第三串断路器直流小母线，31DK、34DK（5031断路器保护屏）为保护第二路操作电源小母线2KM提供电源，32DK、35DK（5032断路器失灵保护屏）为保护第一路操作电源小母1KM提供电源，33DK、36DK（5033断路器失灵保护屏）为保护装置电源小母线 KM提供电源。

南网总调于2013年下发调继[2013] 1号文《关于进一步开展500kV厂站继电保护“N-1”专项检查的通知》，在继电保护“N-1”检查直流电源模块第1条中要求：断路器控制电源与保护装置电源应分开且独立，第一路控制电源与第二路控制电源应分别取自不同段直流母线。对于双重化配置的两套保护装置，每一套保护的直流电源应相互独立，两套保护直流供电电源必须取自不同段直流母线。两套保护与断路器的两组跳闸线圈一一对应时，每套保护的直流电源和其对应的断路器跳闸回路的控制电源必须取自同一段直流母线。

根据继电保护双重化配置要求、南网下发“N-1”专项检查表可知，对于保护跳闸的中间一环，配置在断路器保护屏的操作箱其内部两路跳闸回路控制电源必须取自不同直流母线段，且必须与对应双重化配置的保护（包括线路保护、T区保护）、断路器双跳闸线圈的直流电源一一对应，因此现场线路、T区保护装置、操作箱操作回路操作电源、断路器双跳闸线圈的操作电源需一一对应。

经核实，T区保护、线路保护、母差保护等保护装置的直流电源均直接从直流馈线屏取电，而汇控柜操作电源不是直接从馈线屏取电，因此需先厘清断路器操作电源的情况。

图5 断路器两路跳闸回路操作电源

由图7可以看出，现场实际上12DK、14DK、16DK处于合闸状态，11DK、13DK、15DK

处于分闸状态。根据图1可以得出如下结论：1KM控制小母线取自于升压站110V直流II段，2KM控制小母线取自于升压站110V直流I段。

图9 第三串断保护装置电源、操作箱操作电源、投退情况

由图9可以看出，现场实际上31DK、32DK、33DK处于合闸状态，34DK、35DK、36DK

处于分闸状态。根据图2可以得出如下结论：1KM控制小母线取自于升压站110V直流II段，2KM控制小母线取自于升压站110V直流II段。

现场双重化配置的保护装置包括红茅甲、乙线线路保护屏、主变和线路间隔的T区保护及母差保护，其中经核实各保护的第一套保护装置直流电源均取自升压站110V直流I段，第二套保护装置直流电源均取自升压站110V直流II段，结合南网下发“N-1”专项检查要求，结论如下：

1、500KV第一串操作电源与保护装置电源存在交叉情况，未一一对应。 2、500KV第二串操作电源与保护装置电源一一对应，无问题。 3、500KV第三串操作电源与保护装置电源未实现双重化配置。 四、隐患风险分析

第一串的保护装置电源与断路器操作电源交叉，存在任意一组直流异常或消失时，保护装置失电或者断路器操作电源消失的情况。例如当升压站直流110V直流I段故障，红茅甲线线路主I保护装置将失电，同时线路主II保护对应的跳闸线圈操作将失去操作电源，线路存在故障时5012、5013断路器将拒动，故障无法及时切除，随后5013断路器失灵保护动作后会跳开5023、5033，切除500kV II母，同时5012断路器失灵保护动作跳开5011断路器，#1机将停机，所以最后线路故障无法及时切除，故障切除范围扩大。

2018年4台机发变组保护装置电源巡视中，发现1号发变组保护A1、A2、B1、B2柜装置电源与801断路器的操作电源未一一对应，利用机组停运机会进行了直流电源切换，完成整改，本次第一串的情况与1号发变组的情况是一样的。

第三串这种情况，在110V直流II段正常时保护运行、跳闸无任何异常，一旦直流II段故障时，将出现与第一串同样的拒动风险。

2013年南网总调下发的“N-1”专项检查发现的问题中提到500kV花都站#3主变中压侧两组跳闸线圈控制电源均接在了直流母线I段，结论是风险大，可能造成断路器拒动，目前我厂第三串的操作电源情况与花都站的情况是一样的，同样存在保护拒动的风险。 五、整改措施

对于第一串这种情况，整改方法为：同时合上空开11DK、12DK、14DK、15DK，两段直流短时合环运行，然后按照正确的方式断开12DK、14DK空开，确保11DK、15DK合闸即可。 对于第三串这种情况，整改方法为：同时合上空开31DK、32DK、34DK、35DK，两段直流短时合环运行，然后按照正确的方式断开32DK、34DK空开，确保31DK、35DK合闸即可。