浅析变电站直流系统的运行与维护
发表时间：2018-07-18T14:08:56.683Z 来源：《电力设备》2018年第7期作者：刘新宇董腾华袁文海曹磊
[导读] 摘要：直流设备是变电站的要害部件，对电力系统安全、可靠运行具有特殊重要性。
（国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐 830011）
摘要：直流设备是变电站的要害部件，对电力系统安全、可靠运行具有特殊重要性。
在正常运行和事故情况下都必须保证不间断地供电，并满足电压品质和供电能力的要求。
为保障直流系统可靠供电，加强对其维护、检查、电池保养及时处理缺陷就显得尤为重要。
其中蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。
正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态，当交流电失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量。
如各类直流泵、事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等，同时也必须为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。
显然在交流失电的事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。
关键词：变电站；直流系统；运行；维护
导言
变电站直流系统主要是由电池屏和直流充电屏（简称直流屏）两大部分组成。
电池屏是放置电池的机柜，里面的电池由电池以9节到108节串联而成，其输出电压一般是220V或110V。
直流屏又由机柜、整流模块、监控系统、绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、降压单元和配电单元等组成。
它的作用是：正常时为变电站内的断路器提供合闸直流电源；故障时，当厂、站用电中断的情况下为继电保护及自动装置、断路器跳闸与合闸、载波通信、发电厂直流电动机拖动的厂用机械提供工作直流电源。
它的正常与否直接影响电力系统的安全可靠运行。
1变电站直流系统组成和原理
变电站直流系统是在单母线分段的基础之上，通过双电双充的方式运行，一般使用阀控铅酸蓄电池。
其组成部分有蓄电池组和危机绝缘监测设备以及开关电源整流模块，并采用了模块式的管理形式，通过监控实时掌握各阶段的运行参数，可以自行控制直流系统运行模式，让管理更加合理。
目前来说，我国多数变电站直流系统都已经使用了高科技的电源开关充电设备。
作为一种独立运行的电源装置，直流系统能够向变电站设备提供比较稳定的直流电源。
2变电站直流系统的常见问题
2.1环路故障
通常，变电站的直流系统不唯一，为供电需求都要配备两个直流系统，并且这两个系统之间相互独立，接线方式与供电方式也各不相同，而不当的接线方式会影响设备的正常使用，出现环路故障。
如若此两个供电直流系统发生线路合环现象，就会大大削弱蓄电池性能，降低其使用寿命，也可能影响其他相关是设备，严重的就会导致火灾的发生，危害人民的生命安全。
2.1.1绝缘检测装置问题。
插件烧毁和损坏、装置死机等都是变电站系统会经常遇到的故障，当下所使用的直流系统结构不利于绝缘体检测装置运行，同时，下一级回路和母线相互连接成为环网结构，不过变电站的绝缘装置主要是辐射型检测的方式，这将触动绝缘检测装置的报警器，不过却无法正确进行选线。
2.1.2蓄电池问题。
当前市场上的蓄电装置多种多样，不同型号不同厂家的蓄电池，其运行性能也各不相同。
在变电站直流系统当中，蓄电池的维护需要有针对性，针对蓄电池的特性展开科学、规范的养护，才能保障蓄电池安全运行，避免故障出现，影响变电站的稳定运行。
2.1.3充电问题。
在变电站直流系统当中，充电机有非常重要的作用，不过通常在实际的运行过程，工作人员多对充电机的保养不够重视，这种情况之下，会让充电机的电压在变电站系统相控电源的影响之下，出现不小的损耗，严重的情况下可能会烧坏电机，缩短充电机的使用寿命，导致变电站直流系统运行不稳定。
2.2直流接地故障
在直流电源系统中，接地故障是最常见的故障情况之一，接地故障一般又分为电阻性接地、有缘接地和不科学连接的多分支接地三种类型，接地故障的主要成因包括材料的质量问题、外界动物影响、外界湿度影响和人为干扰等。
如在直流系统设备上，使用有质量问题的绝缘材料，影响了绝缘效果和绝缘性能，极易出现直流接地现象。
而且，我国的变电站大多建在荒山野岭之中，野外的一些蛇鼠昆虫等小型动物很容易就进入带电回路中，影响设备正常运行，造成接地短路。
再者，外界的湿度因素（空气湿度大或者持续强降雨）也会影响裸露在空气中直流系统金属元件的绝缘性能。
此外，人工的不规范化操作和失误操作等都可能会造成直流接地。
3变电站质量系统运行维护有效策略
3.1维护蓄电池的策略
蓄电池运行维护是整个变电站直流系统运行维护中的重点内容，这就需要设计人员精心设计蓄电池，从而大幅延长其使用寿命。
针对当前不重视蓄电池运行维护的情况，变电站管理人员应全面了解蓄电池在变电站直流系统运行中发挥的重大作用，并带领维护人员主动分析与深入探究优化蓄电池运行维护的新方法与新技术，做好日常的检查与检验工作，细致而动态地了解蓄电池的运行温度、单体电压、运行环境、报警信号、外观、绝缘电阻等情况，从而将蓄电池的实际运行情况与正常参数做对比，很容易就能发现异常情况，进而采取针对性维护措施，最终确保蓄电池始终处于健康运行状态。
如果在变电站质量系统中采用的是铅酸蓄电池的话，维护人员在日常工作中还有应制定恰当的维护计划，定期对其做核对性的放电与充电。
3.2采用直流接地故障定位装置
直流接地故障定位装置能够带电运行的情况之下，准确判断出直流系统接地故障的具体位置，这就不必使用拉回路的办法对直流系统故障进行检测，一定程度上提升了直流系统的可靠性。
并且，直流接地故障定位装置是通过信号注入的方式来进行检测的，让低频交流电压信号注入进直流系统正负母线当中，使用交流电流互感器来对变电站的直流系统当中的低频交流电流展开检测，根据交流电流相关情况，判断出直流系统的接地故障位置。
3.3加强工作人员的教育培训
因为变电站直流系统的重要性，需要对安全问题格外重视，定期对员工展开培训和讲座，提升他们的专业技能和安全意识，同时可以结合科学的激励制度，激发员工的积极性，让变电站直流系统安全运行。
3.4维护充电系统的策略
在变电站直流系统中，如果没有科学设置监控系统的各个运行参数的话，充电设备内部的蓄电池就会出现过充电、充电不足等情况。
另一方面，在高频类型充电设备的作用下，会导致直流系统出现纹波参数过高情况的出现。
并且，逆变电源产生的谐波也会影响充电设备的正常工作，还会干扰电压及纹波等。
针对这种情况，变电站直流系统维护人员在日常工作中，应强化对各种用电设备的运行维护，从而确保蓄电池能安全、稳定工作。
因此，在变电站运行中，应充分重视对充电机的运行维护工作，尤其应细致核查直流输出电压及交流输入电压，并且还应科学判断电流信号及保护信号等参数。
通常情况下，在变电站日常运行中，假如中断交流电源的话，蓄电池应智能把直流电源提供给变电站中的各种设备。
因此，要想保证直流供电具有更高的可靠性，就需要科学调整母线电压，让其长时间处于正常、稳定的电压输出状态。
直流系统处于稳定运行的状态时，可通过充电器不间断提供直流电源，并且维持在正常的浮充状态。
只有这样，交流电源一旦出现故障，直流系统就可通过蓄电池获得持续的直接供电。
从这里可以看出，要想使得充电机始终处于被保护状态，就需要充分重视并做好充电机的日常运行维护工作。
结束语
直流系统肩负着给继电保护及自动装置、远动通讯装置还有站内应急照明提供不间断供电电源的作用，保证直流系统供电可靠性是运行工作首当其冲的重点，根据变电站实际情况，加强直流系统巡视维护，组织专家队伍加强对运行值班人员进行直流系统的专业培训也十分重要，一切努力都为了确保直流系统可靠安全运行。
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