摘要：随着社会的发展，电力工程的发展也有了很大的进步。直流电源设备在变电站中具有重要作用，是变电站中各个主要设备的工作电源和操作电源。直流电源设备的好坏直接关系和影响变电站运行的可靠性和安全性。因此，保证直流电源设备的完善，加强对变电站直流电源设备的常见故障的分析是十分必要的。
关键词：66kV变电站直流电源设备；安装调试；常见故障分析
引言
直流电源是变电站中的二次设备，它的主要优势就是具备高压开关、继电保护、操作电源及自动装置等特点，并且质量及性能对电网地稳定运行及设备安全具有重要的作用。目前，整流电源从传统分立元件向着微机控制方面发展，实现了直流电源的智能化，同时与变电站综合自动化地进行网络连接，以有效实现三遥功能。直流绝缘检测系统从传统电磁型检测装置朝着完全微机化绝缘监测装置方面发展，具有通信接口。基于此，本文设计了变电站直流电源系统，并将其投入使用。
1直流电源设备组成
66kV高一变变电站直流电源设备主要由交流输入单元、高频开关电源模块、监控系统、绝缘监测单元、自动调压装置、蓄电池巡检单元及直流馈出单元组成。
2优化措施分析
2.1整流系统的设计
充电系统在现代智能化变电站中属于蓄电池，它具备浮充、强充及均充等优势，而且能够实现稳压及稳流。在交流输入电压较高或者较低过程中，实现软保的设置，以故障排除，保证直流电源的正常状态。微机监控接口能够连接变电站，将直流电源运行的情况向集控中心进行实时的传输，同时并且具备三遥功能。在实现直流电流配置的过程中，要求直流电源通过交流站之后通过电平提供，直流电源屏实现两回交流进线的提供，能够利用直流电源屏实现自动切换。并且在配置相控整流过程的整流系统有两套，分别为备用及工作，两者还能够进行自动的切换。其中高频开关电源利用N+1模块冗余实现设置，其中的某个模块故障，不会影响到整组的充电设备工作。其中的高频开关整理模块能够带电插拔，在更换故障的过程中不受到时间限制。由于现代新投产的变电站断路器都是利用液压弹簧构成的，在合闸电流较小的时候，利用阀控式铅酸免维护蓄电池，结合控制及合闸母线，不设置降压装置，在放电的时候缩小电压变化范围，以此能够简单布置、接线；另外还能够使直流系统供电过程中的可靠性进一步提高。目前，现代的直流配电系统大多数的负荷开关加绒段器方式都已经被直流专用断路器替代，并且利用正面开启式结构实现直流配电开关的布置，使空间及屏位得到有效的节约，提高防护的等级，同时还能够方便更换及维护。目前，我国现代的小型直流断路器分段能力比较高，能够使控制符合馈电得到有效的控制，提高了大容量直流断路器直流分段的能力，大容量直流断路器的直流分段能力也比较高，得到馈电能够满足动力符合使用。并且此直流断路器便于加装辅助触点及故障报警触点，使直流供电可靠性得到了保证。
2.2接入交流电，系统送电
检察无误后，系统可以带电运行。送电前应注意以下步骤。（1）直流系统内所有断路器必须都处于断开状态，以免突然送电造成供电设备损坏和相关人员人身意外。（2）测量屏内交流互投回路接线有无短路现象（交流电未送），交流进线电源三相电压是否正常（交流电已送）。两项检察完毕后，分别合上交流互投1路、2路进线开关，反复分合1路进线开关，观察交流互投回路工作是否正常，输出电压是否正常，确认无误后投入充电屏前面板充电机交流输入开关，此时充电机安全启动。（3）设备为单交流进线情况下，不需要步骤（1）和步骤（2）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（4）充电机安全启动后，在不受控情况下高频电源模块输出电压为默认值，（本站选用艾默生ER220系列，值为234V）分别测量充电机直流输出开关上口电压以及下口绝缘状况，确认无误后投入充电机直流输出开关，直流系统带电。测量电池投入开关上口级性及电压正确后将电池投入开关以及馈线开关投入，测量电池熔断器座接线无误后用手柄装入电池熔断器，此时电池进入充电状态，系统监控装置会根据采集到的电池信息自动调整充电状态及充电电压。电池投入前，必须准确核实极性。测量馈线开关上口级性及电压正确，指示灯及馈出端子牌回路级性是否与开关一一对应。调试人员离开前断开所有馈出回路空开，以免造成意外。进行母线调压装置试验，将母线调节开关从0—7挡依次转换，观察母线电压表记的显示值，一般工作情况下母线电压改变数值为调压装置总调压电压值/调压装置调压级数，而在空载情况下此数值略低。试验结束时注意将母线调节开关打到自动状态，以确保控制母线电压保持在恒定状态。同时将屏前事故音响解除按钮按下，保证有系统故障时能够发出音响报警。
2.3蓄电池组的设计
蓄电池组是直流电源系统中的主要构成部分，本文使用阀控式密封铅酸蓄电池。为了能够有效满足冗余供电保护及控制的需求，变电站直流电源系统要设置两组蓄电池和充电装置，在蓄电池组安装主要包括集中及分散两种方式。集中安装一般都是使用组屏安装，之后和其他的充馈电柜相互安装。分散安装要设置独立的电池室，在电池架中安装电池。用户要以现场实际情况为基础，选择合适安装方式，在变电站具有继电保护的装置小室的时候，使用分散安装。两组蓄电池直流系统要使用两端单母线接线，蓄电池组分别和不同母线段相互连接，两段母线之间要设置联络电器，主要包括两个类型：在两组蓄电池实现两套充电装置的配置，两者和不同母线段接入。两组蓄电池要实现三套充电装置的配置，蓄电池和配电装置要实现不同母线段的连接。充电装置通过切换电气实现蓄电池的充电。另外，还要实现两段母线的切换操作，切换的过程中蓄电池组无法脱离直流母线中。在实现并联操作过程中，两组蓄电池压差要满足比系统额定电压小5%的需求。
3.4直流电源屏充电模块失电故障
（1）故障现象。某厂66kV变电站运行中监控机报警。报警类型显示“交流电源故障”“充电模块故障”。充电模块无电压、电流显示，停止正常工作。直流负荷转由蓄电池组供电。（2）故障原因。到现场后用万用表测量直流电源屏两路交流进线端子，交流电压均正常，但交流互投两路交流接触器均释放。查看监控机发现两路交流显示值均超出设定值上限。（3）故障排除。调整A/C交流检测模块两路交流调整电位器后，故障仍无法解除。更换A/C交流检测模块后，直流电源屏交流恢复正常，1路交流接触器吸合，充电模块为直流负荷供电、对蓄电池组充电，充电模块恢复正常工作。此外，如果负载太小，充电机工作在近似空载状态；充电机温度补偿已启动或充电机与监控通信中断，都会造成充电模块电压值与设定值不符。
结语
变电站直流电源系统将直流电源、蓄电池组、整流系统、直流供电网相互结合，利用统一的智能网络平台，有效实现变电站直流控制电源的集中供电及监控管理，以此有效实现在线状态的实时检测。变电站直流电源的设计是对母线变电站电源设计及管理全新模式的研究，其满足技术先进、结构合理及运行简便的需求，利用不断的改进及优化，将成为未来变电站直流电源发展的主要方向。
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论文作者:王海鹏
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
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