摘要：国内智能变电站的应用和推广，对交直流电源系统提出了更严格要求。当前，国内智能变电站普遍由节能环保的安全集成设备构成，依托互联网高速通信平台传递信息，实现信息的自动化测量、采集、控制和监测。文章对变电站直流系统的运行维护管理进行了研究分析，以供参考。
关键词：变电站；直流系统；运行维护
1前言
变电站直流系统是为变电站内信号设备、保护／自动装置、事故照明、应急电源及断路器分／合闸操作提供直流电源的重要设备，是整个变电站的“心脏”。作为变电站的独立电源，变电站直流系统不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下保证后备电源———蓄电池继续提供直流电源。变电站直流系统的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。
2直流电源系统概述
2.1直流电源系统的主要特点
对于变电站二次设备而言，直流电源系统是必备的构成，是保护设备、自动控制设备及自动化设备工作能源的重要环节。尤其是电力系统突发意外故障，变电站交流电源无法继续应用时，其能提供工作能源以保障系统、零部件继续运作。目前，国内大部分变电站引用的供电方式都是以直流电源系统为核心的。这种电力系统电源必须具备高安全性和可靠性，才能保障电力系统顺利运行。而电源要持续工作，必须具备足够的蓄电容量，这是它给故障设备供电的基础，也是其使设备得到预定使用寿命的关键。相较于其他电源系统，直流电源系统更易维护，占地面积小，各零件结构相对紧凑。
2.2直流系统改造的根本目的以及必要性
国内变电站的构成部分，如信号设备、事故照明设备、自动化设备、电气远程操作设备等的供电都由直流电源系统完成。利用直流电源系统给设备装置供电，有利于保障电力输出质量，确保电力均匀可靠地输送到各设备上，进而确保变电站科学运作的安全性。对于变电站而言，供电所用的直流电源系统是名副其实的“心脏”。由此可见，直流电源系统具有重要作用。随着国内电力工业蓬勃进步，电力系统不断完善，进一步增强电网运行经济安全功能，推动电力系统实现自动化运行的呼声越加高涨，这也对直流电源系统提出了更高的应用要求，连带设备建设标准逐渐提高。
3变电站直流系统的运行维护管理的措施
3．1利用绝缘监测装置判断
在安装设备时通常会直接将绝缘监测装置安装在直流母线上。当其处于正常运行状态下时，绝缘监测装置会以数字的形式显示出母线电压，并对直流系统正极和负极母线绝缘情况、母线的运行情况实时监测，并对接地故障进行报告。当前微机选线型直流绝缘监测装置在变电站中应用较为广泛，其不仅能够实时监测直流系统，而且能够对直流系统正负极和支路的对地绝缘状况等信息进行直接测量。应用绝缘监测装置时，在不切断直流回路负荷的情况下即能够寻找故障点。但当平衡桥电阻和切换电阻参数等设计中存在不合理情况时，直流系统正负极对地电压波动会较大，部分时候一点接地还会有误动作发生。
3．2利用万用表测母线电压变化判断
直流系统接地故障发生时，需要将直流网络内的所有工作切断，并对接地点进行查找，避免引起两点接地的可能。这主要是因为直流系统发生单相接地时该项电压会降低，没有接地故障端会升高，因此当发生接地故障时，可以利用万用表来对母线电压进行测量，以此来对接地点进行判断。
3．3瞬时拉路法判断
在变电站直流接地故障查找时经常会利用到瞬时拉路法。这种方法是通过断开该回路的直流电源，停电时间通常不会超过三秒。针对负荷的重要程度，依法对直流屏所供应各回路直流负荷拉开。当切除其中某一回路时故障消失，则表明故障就位于该回路内。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆再利用拉路法来进一步对故障位于哪一支路进行判断。在运用瞬时拉路法来对故障进行判断时，由于需要断开各条支路，这必然会导致直流供电可靠性降低。一旦有重要负荷无法停电时，则需要考虑备用临时直流电源作为备用电源。当前二次系统十分复杂，而且变电站在施工或是扩建过程中还存在一些遗留问题，信号控制和保护回路区分不严格，甚至形成一些非正常闭环回路、寄生回路、同极二点接地及绝缘不良等情况，这就导致瞬时拉路法在对接地故障查找时难度增加。
3．4便携式直流接地故障定位装置定位法
便携式直流接地故障定位装置可带电查找直流接地故障，可以定位到具体的位置，提高了查找的工作效率，而且查找时安全性也有所保障。但在具体检测过程中这种方法存在检测精度不高的问题，也会有误报情况发生。
3．5根据运行方式、操作情况、气候影响等现场情况来判断
在实际变电运行过程中，当发生直流接地时，需要断开具体的电源，并对故障信号是否消除进行检查，重点针对容易发生接地故障部位及绝缘较差的位置进行查找，在实际故障查找过程中，需要有效的结合接路法和分路法，在对全部直流负荷全面检查完成后还没有查找具体故障点时，则要具体检查蓄电池、浮充装置、电压绝缘综合监测装置、直流母线等，通过瞬时拉开刀闸、邓下直流保险、断开直流总空开关等，这些操作完成后故障仍然存在时，即表明直流母线自身存在接地情况，立即对故障母线进行停电处理。
4智能变电站的直流电源系统优化方案
4.1直流电源系统的设备优化
在直流电源系统中，蓄电池组是非常关键的组件。相较于常规系统，直流电源系统既然需要负担直流负荷，又要承担一些逆变负荷。一旦交流失电，蓄电池组会遭遇巨大的冲击负荷。所以，选择蓄电池的规格时，要认真分析其所具有的电流放电能力，再适当提高其容量等级。若变电站是110kV的，且设备偏多，可引入双电、双充配备。一般而言，通信蓄电池更合适单独配置。此外，常规蓄电池的巡检仪只能对蓄电池端电压进行监测，而无法监测蓄电池内部突然增大的内阻。对此的检测，多需对整组蓄电池进行较严格的充放电试验。故而，在为蓄电池选择巡检仪时，要特别注意其是否能够监测蓄电池内部突然增大的内阻。
4.2直流系统接线的优化改进
优化专门为智能变电站提供供电服务的直流电源系统时，首要聚焦点是蓄单套电池组。所以维护蓄电池组时，电力系统本身的安全可靠性会受到影响。正常而言，需在站内直流电源系统设置外接备用蓄电池组接口，并适当加大并列隔离力度。如果需要临时维护处于运行状态的蓄电池，需及时连接上备用蓄电池组。如果设备长期故障，则可连接应急用的蓄电池组。
4.3直流系统负载的优化
根据我国制定的智能变电站设计规范，如果变电站是220kV及以上、110kV及以下，需分别配备两组、一组蓄电池。如果设备供电来源是直流电源系统，则要对系统的负荷需求进行限制，首先启用低能耗设备。如用配备LED灯的如事故照明灯，降低事故发生时的蓄电池负荷，延长蓄电池组的使用寿命，并提高变电站的节能效率。
4结束语
在智能变电站中引用直流电源系统，有利于对设备配置进一步优化，并逐步改进变电站现有系统功能，进而增强系统运用的便利性和安全可靠性，确保智能变电站能够在达成智能化标准的情况下合理有效地运作，推动变电站更好地为居民供电服务。
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[3]张萍.变电站直流系统研究[D].天津大学,2016.
[4]莫靖.变电站直流系统存在问题研究及其对策[D].华南理工大学,2013.
论文作者:马惠晟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第11期
论文发表时间:2018/8/6
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