摘要：变电站直流系统作为变电站最为可靠的可控电源，其在变电站实际运行过程中，具有非常重要的保障作用。本文针对目前变电站直流系统运行过程存在的主要问题及原因进行深入分析并提出应对措施，对变电站直流系统的现场维护提供有效指导。
关键词：变电站；直流系统；运行现状；存在问题
1变电站直流系统概述
无论是在电厂或变电站，直流系统是非常重要的能源供给系统，它是保障通讯、调度、控制、保护、照明正常工作的动力中心。它以蓄电池为储能元件，以充电机为能量变换器件，通过馈线分配向不同的负载提供电源。
在有市电的情况下，交流电源通过充电机向蓄电池充电，同时向负载提供电源。当交流失电或直流系统故障时，由蓄电池组向负载持续提供电源。
一旦直流系统出现故障，导致变电站失电，所有通讯、调度、控制、保护、照明将停止工作，变电站将面临瘫痪，并面临发生重大事故，造成重大损失的风险。直流电源是变电站的心脏；电池是电源的最后屏障。
高频开关开关电源整流模块（充电装置）是一个能量转换器，作为电源的功率器件工作在开关状态，其特点是频率高、功耗低、工作效率高、体积小、输入范围宽，通过闭环系统调节，使输出电压保持稳定。充电装置是直接影响蓄电池运行稳定性和使用寿命的重要因素，要求充电装置具有较好的波纹系数、稳流精度和稳压精度。正常蓄电池为浮充状态，充电装置输出电压略高于蓄电池端电压，蓄电池有很平的外特性，如果充电装置输出电压波纹系数高、电压不稳，将影响直流负荷的正常运行，尤其是目前广泛采用微机型保护和安全自动装置。所谓绝缘监察设备，实际上就是指对直流系统正极、负极电源绝缘情况进行监察的一种装置和设备。当直流绝缘下降到预设值以后，绝缘监察设备发出预警信号。
2 变电站直流系统在运行中存在的问题分析
2.1 维护人员缺乏安全意识和职业素养
维护人员技术水平的高低直接影响了变电站直流系统的可靠、安全运行。现今大多数变电站直流系统的维护人员都缺乏相应的安全意识和设备风险分析意识。比如，有些维护人员安全意识薄弱，对自己所在岗位的安全规程还没完全了解就开始工作，导致工作过程中一些安全措施做得不到位，造成不必要的事故发生。
2.2 系统中充电机和蓄电池存在问题
变电站直流系统运行的主要设备是充电机和蓄电池，而蓄电池又是系统的备用电源，因此，直流系统安全运行的另一个关键是充电机和蓄电池的维护。
蓄电池大概存在以下几个问题：第一，蓄电池开路，一旦交流系统失压，蓄电池组不能及时地给全站直流电源供电，造成电网事故；第二，蓄电池发生漏液现象，导致直流系统接地，造成保护装置拒动或误动；第三，由于充电机参数设置错误，造成蓄电池组过充电或欠充电，导致整组电池寿命缩短或蓄电池的报废等。
2.3 直流系统中绝缘监察设备存在问题
绝缘监察设备主要存在以下两个问题：第一类装置基于“信号寻迹”的工作原理，如“直流系统接地低频探测仪”、“直流系统接地故障探测装置”。第二类装置是直接用倍频磁调制器作直流电流传感器，巡回检测每个传感器的输出，并送给计算机进行处理。如“直流系统绝缘监测装置”、“直流回路漏电流在线巡回监测仪”等。
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3 如何加强变电站直流系统的安全运行的措施和方法
3.1 通过现场培训，加强维护人员的安全意识并提升技术水平及设备风险分析能力
为了使变电站的直流系统能够正常安全的运行，首先要对其维护人员进行安全责任意识的灌输，让他们意识到自己岗位的重要性，让他们意识到不能因个人的失误而造成人身和设备的损失。其次，高级技术人员要加强对现场维护人员的培训，培训的内容不仅仅局限于专业知识的增加和维护能力的提升，而且还要包括各类直流设备上工作时的安全风险评估及危险点分析的培训。
3.2 加强充电机和蓄电池的维护
3.2.1 充电机维护方法
3.2.1.1 定期清扫保持设备整洁。
3.2.1.2 定期测试、试验（最好一年一次）具体详见以下描述：（1）各装置参数实际值的测量，装置显示值误差调整。（2）各个装置参数设置值定期的检查。（3）单模块输出电压调整校准。（4）各个装置报警功能试验，同时各个硬接点输出是否正常。具体实验如下：a.输出电压调节范围：进入参数设置屏，将浮充电压设置为电压下限，均充电压设置为电压上限。在浮充状态，充电机输出电压将自动调到输出电压下限；在均充状态，充电机输出电压将自动调到输出电压上限。b.输出限流试验：进入参数设置屏，按要求设置好参数，用假负载或蓄电池组（放电后）在均充状态下进行试验，充电机输出电流应限制在设置值。c.告警功能调试：充电机无输出：关所有电源模块，监控器由蓄电池组供电，监控器应报充电机无输出；交流输入过欠压：关交流输入开关，监控器由蓄电池组供电，监控器应报充电机无输出和交流输入欠压；母线过欠压：设置母线过欠压告警值，使其在充电机输出电压调节范围内，在浮充或均充状态相互切换下，看告警是否正确；接地告警：用2-5KΩ电阻分别将正或负母线接地，看接地告警是否正确。若有支路接地告警检测，用同样方法检测支路接地告警；空气开关脱扣告警：人为使某路开关脱扣，监控器应告空气开关脱扣；熔断器熔断告警：人为压下熔丝熔断微动开关，监控器应告空气开关脱扣。
3.2.2 蓄电池组维护方法
（1）首先，在均充状态下对蓄电池组充电直至容量充满；（2）在直流系统中接入备用蓄电池组；（3）退出整组蓄电池进行核对性充放电试验。接好放电负载对蓄电池按0.1C10进行放电，同时开始计时并记录每节蓄电池端电压。在放电期间的前8小时，每60分钟记录一次。第9个小时开始时，每30分钟记录一次。第10个小时开始时，每10分钟记录一次，直至10小时放电结束。注意，在放电过程中，如果某一节蓄电池端电压已降到1.8V时，应立即停止放电，以免蓄电池损坏。（4）蓄电池放电结束后，对蓄电池进行均充直至容量充满。该充电过程（恒流充电→恒压均充→恒压浮充），直流系统均、浮充转换是自动完成的。（5）只有通过核对性充放电试验，才能真正判断电池组真实容量，找出落后电池，从而了解设备健康状况。
3.3 改造变电站直流系统中绝缘监察设备
经理论和实践证明，在交变对称电压或电流源激磁的铁心中，若同时存在直流恒定磁场，铁心中交变磁通的对称性就被破坏，磁通波形的正负半波相位将发生变化，相应地，检测绕组输出电压中的正负半波将发生相对位移。正负半波相位变化量的大小和方向可以反映直流偏置电流的大小和方向，利用这一特性测量直流电流，就可改造为相位差磁调制式直流电流传感器，该传感器一致性好，基于它的特点，整套直流系统绝缘监察装置设计非常简单，在现场使用时安装简单，不需要调校。并且由于该传感器的测量精度及分辨率高，可以直接根据测量出的接地漏电流来计算出直流正负母线对地电压，以及能对直流系统对称接地故障进行检测，而不需要另外增加母线电压测量部分。
4 结束语
变电站的安全运行是整个电力系统的基础，而变电站能够安全运行的基础又是变电站中的直流系统，因此，加强对变电站直流系统如何安全运行的研究是所有变电站管理者应注意的问题。经实践证明，只有通过贯彻加强维护人员的安全意识，提升他们的职业素养，规范操作流程，做好设备的维护及改造等科学合理的措施，才能保证整个变电站的安全运行。
参考文献
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[3]苏朝志.直流系统接地故障查找及处理分析[J].无线互联科技，2011（4）.
论文作者:王国强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：蓄电池论文; 变电站论文; 系统论文; 电压论文; 装置论文; 充电机论文; 设备论文; 《电力设备》2017年第26期论文;