直流系统供电网络及其类型

直流供电网络有环形供电和辐射形供电两种方式。

1.环形供电网络

中小容量的发电厂或220kV变电站，多采用环形供电网络。环形供电网络是指直流负荷之间接成环形供电网络，每个环的电源回路分别接到两段母线上。而环数是由电气设备的布置（主控制室、各级电压等级的配电装置等）及用电负荷（控制、信号及断路器合闸线圈等）的用途不同决定。环形供电网络正常开环运行，任一网络故障，不致影响整个网络的正常运行。

（1）电气设备的布置不同。图7-19为主控制室环形供电网络。其中，图7-19（a）中控制（+WC、-WC）与信号（+WS、-WS）直流分开，分别形成各自独立的环形供电网络；图7-19（b）中控制与信号直流合并，形成同一个环形供电网络。

图7-19　主控制室环形供电网络

（a）控制和信号直流分开；（b）控制和信号直流合并

（2）用电负荷的用途不同。图7-20为配电装置的直流系统环形供电网络，按配电装置的电压等级不同，形成多个环形供电网络。例如：380V厂用配电装置的断路器合闸电源形成一个独立的环形供电网络；6kV厂用配电装置的断路器合闸电源形成一个独立的环形供电网络；220kV配电装置的断路器合闸电源形成一个独立的环形供电网络。

图7-20　配电装置直流系统环形供电网络

（3）由图7-20可见，环形供电网络一般从直流屏引两回馈线，分别接到配电装置或其他供电对象网络的两端，再经刀开关接入，然后分别将供电对象串联起来，在适当地方用刀开关分段。当某一网络发生直流一点接地或其他故障时，只将故障段分解开，迅速地查明故障点，及时消除故障，同时，不会影响其他供电对象的正常运行。

（4）如果配电装置间隔数很多，直流供电距离很长，也可从直流屏引接三回馈线。其中，两回馈线分别接到配电装置的两端，再经刀开关接入；在配电装置中间间隔处引第三回馈线，使直流分成两个网络。

（5）其他直流用电设备，例如：事故照明、通信备用电源、主控制室经常照明及电气试验室的直流试验电源等负荷一般采用单回路供电。

对不设置事故保安电源的发电厂，当有两组蓄电池时，设置两块事故照明切换屏；只有一组蓄电池时，设置一块事故照明切换屏。正常运行时，发电厂的事故照明由交流电源供电；当交流电源消失时，自动切换到直流电源供电。

变电站一般只设置一个事故照明箱。变电站的事故照明灯正常不亮；当交流电源消失时，自动切换到直流电源供电，使事故照明灯亮。

2.辐射形供电网络

环形供电网络运行可靠性较高，且电缆用量少，但操作较复杂，寻找接地较困难。

对大容量机组发电厂，因供电网络较大，供电距离长，如果用环形供电，电缆的压降较大，往往需选择较大截面的电缆。对于大机组的发电厂，蓄电池组一般按机组配置，为保证设备供电更为可靠，直流系统采用辐射式供电网络。

另外，由于超高压变电站的继电保护采用双套配置，例如，500kV变电站的重要输电线和主变压器的进线断路器，根据双重化原则，线路及主变压器均设有两套主保护，断路器也有两个跳闸线圈和两个合闸线圈（有些断路器只有一个合闸线圈）。要求直流电源均由两组蓄电池供电（当只有一组蓄电池时，应有两条直流电源馈线供电）。为了简化供电网络，减少馈线电缆数量，可在靠近配电装置处设直流分电屏，每一分电屏由两组蓄电池各用一条馈线供电。断路器等的电源由分电屏引接。对其控制电源有双重化的要求，所以超高压变电站的直流系统也采用辐射式供电网络。(www.xing528.com)

直流分电屏供电的辐射形供电网络如图7-21所示。

辐射形供电网络有如下优点：

（1）有效地减小直流系统对地电容，使直流系统对地电容电流减小；减少了干扰源（主要是感应耦合和电容耦合）。

（2）一个设备或系统由1～2条直馈线供电，当直流系统一、二次设备检修或调试时，退出方便，不影响其他设备的运行。

（3）便于查找接地故障。直流系统发生一点接地时，通过操作直流屏上的组合开关进行断开各直流馈线，查找接地点。

图7-21　辐射形供电网络示意图

3.事故照明切换接线

当发电厂和变电站的交流系统发生故障或交流电源消失时，照明系统将失去电源，各种照明灯不亮，给事故处理带来不方便；另外，运行值班员人身安全得不到保证。所以，发电厂和变电站必须设置事故照明切换装置，保证事故处理对照明的要求。

发电厂事故照明切换屏接线如图7-22所示。图7-22中，KV1～KV3为380V交流电源监视电压继电器；KM1～KM3为接触器；A、B、C、N为380V交流电源母线。

图7-22　发电厂事故照明切换接线图

380V交流电源正常时，电压继电器KV1～KV3线圈带电。电压继电器常闭触点KV1～KV3打开，接触器KM2线圈断电，接触器KM3也断电，常闭触点KM3闭合；同时，电压继电器常开触点KV1～KV3闭合，则接触器KM1线圈带电；KM1的四对主触点闭合，380V交流电源接到A、B、C、N母线上，事故照明负荷由380V交流电源供电。

当交流电源消失时（或电压下降），至少有一块电压继电器断电，电压继电器常开触点打开，则接触器KM1线圈断电，KM1的四对主触点打开；同时，电压继电器至少有一对常闭触点闭合，KM2线圈带电。KM2三对主触点闭合，将直流电源正极接到A、B、C母线上；同时，KM2常开触点闭合，使接触器KM3线圈带电。KM3主触点闭合，将直流电源负极接到N母线上。事故照明负荷由220V直流电源供电。

变电所事故照明箱切换接线如图7-23所示。图7-23中，KV为220V交流电源监视电压继电器，KM为接触器，SB为试验按钮，HG、HR为绿色、红色信号灯。

220V交流电源正常时，电压继电器KV线圈带电。KV的常闭触点打开，接触器KM线圈断电。KM的常闭触点闭合，使绿色信号灯HG亮；同时，KM的常开触点打开，使红色信号灯HR不亮。事故照明负荷不带电。

图7-23　变电站事故照明切换接线图

当交流电源消失时（或电压下降），电压继电器KV线圈断电。电压继电器常闭触点闭合，使接触器KM线圈带电。KM的常闭触点打开，绿色信号灯HG灭；KM的常开触点闭合，使红色信号灯HR亮；同时，KM的两对主触点闭合，将直流电源正极接到“+、-”母线上，事故照明负荷由220V直流电源供电。