摘要：近年来，在社会经济不断进步的背景下，我国加快了水电站建设，提高了电能可靠性，并实现了环境及生态保护，对于实现长期可持续发展起到了促进作用。在这种情况下，提升水电站运行可靠性具有重要意义。
关键词：水电站；直流系统；运行；维护
引言
直流系统是发电厂控制部分的核心，直接关系到发电厂开关跳合闸、继电保护自动装置、主设备DCS控制系统的稳定、安全运行。水电站直流系统的主要作用在于供给事故照明装置、UPS装置、继电保护装置、机组起励装置、计算机监控装置、自动装置等工作电源，属于水电站的重要组成部分之一。水电站直流系统不会受到系统运行方式、厂用电、发电机等因素的影响，属于完全独立的电源，即便是外部交流电中断，仍然可由蓄电池来继续为相应装置提供电源。由此可见，水电站直流系统保持可靠运行就显得尤为重要。本文就水电站直流系统的应用与故障维修进行探讨。
1直流系统的构成与运行
该水电站在构建直流系统的过程中，拥有蓄电池两组和直流电源屏五面。在电站中控室当中是布置直流电源屏的地点。在这些直流电源屏当中，拥有两面整流充电屏，其具有较强的高频性，还包含一面直流电源进线屏和两面直流馈线屏；而在蓄电池室当中是布置两组蓄电池的主要地点，每组有103个蓄电池组成，共拥有300Ah和220V的容量。同时，该蓄电池为铅酸蓄电池，在应用过程中拥有免维护性和较强的密封性。直流系统在本水电站中拥有两段母线，不同母线能够对不同的蓄电池进行连接，同时，还存在一直流电源，其经过了高频整流，为400V母线。在该系统正常运行过程中，不同母线的运行是分段的，断开位置是母联开关的主要位置，直流负荷的供电需要在不同母线的充电机下得以实现，同时可以将浮充电现象作用于不同位置的蓄电池组。在日常运行过程中，如果交流失电现象产生于一侧蓄电池组当中，或者该侧充电机停止运行以后，需要合上母联开关，而全水电站的供电需要由另一侧充电机来完成，同时继续将浮充电作用于两端的蓄电池当中。在检测及监控直流系统运行状况的过程中，本水电站应用了JKQ—3000B集中监控器，主要监控方式为分散式，促使实时监控在蓄电池组、充电机及绝缘中得以实现，与此同时还可以成为重要的电站媒介实现信息的传递，促使相关工作人员能够远程进行直流系统的监督和测控。开关电源模块在充电机当中具有智能高频的特点，并能够实现380V、50Hz的交流输入和220V、10A的标称输出，至少留一个充电机并联作用于不同直流母线当中。其运行过程中的主要原理为：在滤波和三相整流的作用下，将三相交流转变成直流，在全桥交换电路作用的基础上，实现了从直流向高频交流的转换，主变压器在应用过程中可以对高频交流进行隔离，保证直流输出过程中更加具有稳定性。
2浅析水电站直流系统安全运行的影响因素
2.1环境温度
电池的使用寿命与环境温度有很大关系，温度升高时，蓄电池的极板腐蚀将加剧，消耗更多的水，使电池寿命缩短。阀控蓄电池高于25℃时，每升高6~9℃，电池寿命缩短一半，由于直流室相对封闭，而充电装置发热量较大，虽采取了通风和降温措施，但环境温度仍然维持在28℃左右，较理想的20℃偏高，降低了电池组的使用寿命。
2.2放电深度
电池的寿命与每次放电的深度有很大关系，化学物质无损失，放电深度为20%时电池寿命可达2000次循环，放电深度为100%时电池使用寿命为350次。在进行深度放电时，单体电池的电压和容量都会出现不平衡的现象，完成深度放电后，整组电池中就会出现落后电池，当对电池进行恢复充电时，由于落后电池的化学物质不足，无法达到电压平衡的目的，下一次放电差异将会进一步扩大。
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3水电站直流系统安全运行措施
3.1短路或两点接地的处理
水电站直流系统一旦出现短路或两点接地的故障，那么就会导致故障回路的保险器出现熔断或者电源开关跳闸的情况，进而有可能会导致自动装置、保护装置出现拒动或误动的情况。针对这种情况，应该结合故障情况来将故障点迅速查找出来，并且采取相应的隔离措施，处理完毕之后就可恢复向装置供电。值得注意的是，在没有准确查找出水电站直流系统故障点，并将其处理妥善之前，都不能给失电设备送电，避免造成失电设备出现严重损坏现象。
3.2加强蓄电池的维护保养
当发电厂蓄电池处于正常使用状态时，应该要定期开展放电试验，每次放出30-40%额定容量的电流，试验频率控制在6个月/次。蓄电池的全容量考核应该控制在12个月/次，如果考核结果表明：蓄电池的实放容量不到80%额定容量，那么基本可以判定该电池的使用寿命终止；一旦结束蓄电池的放电工作之后，要在第一时间内对蓄电池组进行充电，以此来防止蓄电池内部出现硫酸盐化现象，避免出现内部短路的情况。
3.3提高运行管理质量
首先，集控器在运行过程中，对蓄电池的运行方式进行了明确的规定，日常进行运行管理的过程中，必须保证这一规定得以实施，并保证浮充电状态是蓄电池工作中的主要状态。在长时间浮充电的状况下，基本上3个月左右蓄电池将达到整定值，此时应使用均充电代替原有的浮充电；如果10min持续充电现象产生于电站交流电源当中，必须促使均充电在蓄电池中产生。同时，这一方法还适用于蓄电池放电后，剩余电量不大于80%的状态。针对逐个蓄电池来讲，其电压的测量工作应当每月进行一次，工作人员同时还应当定期对蓄电池室进行清扫，保证蓄电池表面不受灰尘的污染，同时保持室内的干燥性，在实现这一目标的过程中，工作人员应保证室内拥有最高25℃的温度，而最低温度应保持在22℃。
3.4双电源供电回路
采用允许长期带电的直流继电器进行切换，当I路直流电源有效时，则选择I路直流电源进行供电，当I路电源失电后继电器复归，其常闭触点接通，II路直流电源供电，两路直流电源彻底隔离，直流系统不会产生因环流而造成的误告警，同时克服了负载的过电压供电。此外在回路中加装了一个小型的UPS（不间断电源），维持继电器的辅助触点在切换的过程中保证负荷侧的电压短时间不变，在继电器复位成功以后直流电源II开始给负荷供电，同时给UPS充电，两路直流电源没有发生相互影响的现象，因此不会造成绝缘监测仪误发告警信号，也不会给直流系统造成过电压，而且由于UPS的不间断供电的使得负荷能够不断电。
3.5利用拉路法判断
若采取电桥型装置，那么一旦水电站的直流系统出现故障，那么就务必要利用拉路法判断。基于不同负荷的优先级别和重要程度，来将直流屏所供的各个直流负荷进行依次断开，若将某负荷回路断开之后，直流系统故障就自动消失，那么就可直接判断在该负荷回路之内出现了这个故障；依次类推就可确定出具体是这个负荷回路的哪一支路。
结语
综上所述，在水电站正常运行过程中，直流系统的功能不容忽视，它是保证水电站稳健运行的关键，能够实现对水电站的二次控制。现阶段积极加强水电站直流系统的运行与维护方法研究能够促使其供电可靠性提升。而这一过程中，相关措施的应用应根据不同水电站的具体情况而定，只有有针对性采取维护方法，才能够提升其稳定性，从整体的角度来看，也有利于促使水电站管理及维护能力的提升。
参考文献
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论文作者:王辉永
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：蓄电池论文; 水电站论文; 系统论文; 过程中论文; 装置论文; 电池论文; 负荷论文; 《电力设备》2019年第6期论文;