摘要：近年来，由于直流系统的故障缺陷导致变电站内开关拒动、保护误动等事故时有发生，造成了电力系统越级跳闸，扩大了事故影响范围。因此，对直流系统运行维护进行分析研究，有很重要的实际意义。本文从直流系统日常工作的实际出发，结合上海松江地区变电站直流系统的实际情况，在直流设备的运行维护、故障处理、对策及建议等方面进行了研究探讨。
关键词：变电站；直流系统；运行问题；维护；对策
引言
变电站直流系统是变电站的重要组成部分，为变电站内的断路器分合闸、继电保护、自动装置、信号装置等提供电源。同时作为独立电源，直流系统在站用电失电的情况下，仍能保证在一定时间内提供可靠的直流电源及事故照明电源。直流系统的安全性、可靠性将直接影响到变电站甚至电网的安全稳定运行。
1变电站直流系统设备概况
1.1直流系统典型构成
虽然变电站直流系统产品的厂家很多，各厂家所用设备也不尽相同，但直流系统的组成、工作原理大致相同。，主要由交流配电单元、充电模块、微机监控单元、绝缘监测单元、降压单元、蓄电池组和直流馈线等部分组成。两路交流输入经交流配电单元切换选择其中一路，给各个充电模块供电。充电模块将输入的三相交流电经滤波、整流、高频逆变、高频整流滤波后输出稳定的直流电源，一方面对蓄电池组进行充电、给合闸母线负载供电，另一方面通过降压装置给控制母线负载供电。当交流输入发生异常时，充电模块停止工作，由蓄电池组给各直流负载供电；交流输入恢复正常以后，充电模块根据相应判据恢复对蓄电池组充电。绝缘监测单元可在线监测直流母线及各支路的对地绝缘情况。微机监控单元对交流配电单元、充电模块、直流母线、直流馈线、绝缘监测单元及蓄电池组等运行情况进行监测和控制，并通过通信接口把处理后的信息传至监控后台。
1.2直流系统典型参数配置
其中，110V直流控制母线过欠压报警值是根据电力系统安全和可靠性的要求，取决于直流负荷允许的电压变动范围，同时考虑了是否装有降压硅链装置而进行整定。另外，将母线绝缘降低报警值整定为7kΩ，也有厂家绝缘监测装置设置报警值为正负母线对地欠压30V。温度补偿系数为0.003V×N/℃（其中N为单组电池的节数），对于54只的电池组，其温度补偿系数即为0.162V/℃，即当温度上升1℃时，充电机输出电压降低0.162V。表1中，为了保证蓄电池正常运行及维持良好性能，蓄电池需定期进行均衡充电，频率为3个月一次。
2变电站直流系统运行维护的现状
2.1蓄电池的运行维护现状
在直流系统中蓄电池具有重要的作用，如果其存在问题，就会对直流系统造成严重的影响。蓄电池的实际维护过程中通常存在以下问题：（1）蓄电池的免维护问题。直流系统中阀控式密封铅酸蓄电池又被称为免维护蓄电池，这对工作人员的思想造成一定的影响，使用过程中对其很少维护，这不仅增加了安全隐患，而且还减少了蓄电池的使用年限。由于缺少正常的维护工作，蓄电池使用一段时间之后，就会出现整体失效的问题。（2）蓄电池在使用的过程中发生爬酸爬碱问题，导致了蓄电池的绝缘性能降低。（3）在蓄电池运行过程中，常常会出现鼓肚、漏液等现象，导致了相应的蓄电池出现失效的问题。蓄电池这些问题的存在，使直流系统无法起到应有的作用。
2.2充电机运行维护现状
在直流系统中充电机处于重要的地位，对直流系统中的蓄电池起到保护的作用，既不能过充，也不会出现欠充的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而在实际的运行维护过程中，常常会出现如下问题：（1）失电问题，维护人员认为充电机不出现严重的问题就不会对整个直流系统造成影响，缺少对其电压进行日常整定工作，在出现变电站内的降压变电器失电现象时，对蓄电池检查没有发现问题，进一步检查就会发现中间继电器的电压较高，引起继电器产生了一定的动作，将直流电源断开了，导致失电问题的产生；（2）过充问题，还存在充电机固有程序设定与蓄电池组的搭配不合理，这样就会提升充电电压，使蓄电池组出现过充；（3）一些变电站中充电机部分失效的问题时常发生；（4）一些变电站中相控电源常常会出现纹波系数较大，增加了设备运行过程中的损耗，使设备出现过热的问题。
2.3绝缘监察设备运行维护现状
绝缘监察设备运行的过程是在高压高温的情况下进行的，常常会出现设备死机、零件损坏与烧毁等问题。当出现这些问题后，就会使直流系统中的开关断开，使设备失去了参考地，导致线路出现绝缘问题时不能有效地报警；在直流系统中线路的网络拓扑结构通常是辐射性，但是不同的线路一次连接，最终导致其形成了环网结构，而大多数的绝缘监察设备采用辐射性检测原理，当一个设备或一条线路的绝缘出现问题时，能够将其检测出来，但是不能具体到某一条线路或者是设备上。
3直流系统的维护
3.1日常维护
直流系统日常维护可结合变电站设备巡视周期开展。日常巡视维护工作主要有：1）检查运行设备系统上各装置运行情况，有无报警、直流接地等异常情况。2）检查系统上的各个模块、监控器的参数定值、各馈线开关、熔断器位置状态。3）检查各模块、监控器及表计显示的电流电压遥测值与实际值是否一致，必要时进行误差校准。4）检查蓄电池室清洁通风，各节电池之间连接是否良好，蓄电池外观有无胀鼓、渗漏液、接线柱桩头有无氧化。5）检查充电模块风扇是否正常开启；降压装置手动、自动切换及调压是否正常。6）完成其他维护工作，如将各厂家监控设备的登录密码、操作说明贴于旁边，方便运维人员查看；核对直流设备信息，进行生产管理系统台账维护工作。
3.2专项维护
（1）为了使直流系统的各项性能得到保障，在正常使用两台整流设备的情况下，还需要使用一台备用的整流设备，如果直流系统在运行的过程中一台设备出现问题，停止工作时，就会及时地切换到备用设备上，代替其运行，以使直流系统中的蓄电池充电得到保证。（2）要设立两组蓄电池组，在每个电池组中使用的单个蓄电池结构要相同，可以将其看做一个整体，将其安装在直流母线的两端，在直流母线中间，存在着分段开关，将其分成两个部分，不同的直流母线分开进行运行；（3）可以在直流系统中安装两组控制母线，将直流系统中的不同部分进行分别控制，这样就会使高中压电源与低压电源隔开，避免了低压电源出现问题后继续扩大，对整个直流系统电源造成影响；（4）定期的对蓄电池组进行检查与维护，进行相应核对性放电实验，在没有特殊问题出现的情况下，对使用年限较短的蓄电池组一般两年维护一次，而对使用年限较长的蓄电池组，通常一年维护一次。
结语
变电站直流系统的运行维护是一个系统工程，牵涉的问题较多。本文结合近几年直流系统维护工作的实际经验，以此展开了分析研究，可为直流系统安全可靠运行工作提供参考。
参考文献：
［1］赵军，石光，黄小川，等.一起变电站直流母线失电原因分析及解决方案［J］.电力系统保护与控制，2009，37（23）：122-124.
［2］余文波，洪玫，黄晓鲁，等.220kV变电站直流电源系统双重化的典型设计［J］.继电器，2007，35（6）：68-70.
［3］李秉宇，郝晓光.变电站直流系统保护级差配合特性分析［J］.低压电器，2011，（6）：51-54.
［4］李少华.变电站直流系统安全稳定运行的探讨［J］.价值工程，2015，（11）：104-105.
论文作者:佀高峰,李岩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/23
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