摘要：在变电站中，直流系统为信号、控制、继电保护、自动装置、断路器跳合闸操作、事故照明、UPS不间断电源、一体化通信电源等提供可靠的直流电源，是二次系统正常运行的动力。在发生交流电源事故的情况下由后备电源蓄电池组持续输出保证直流负荷可以继续工作。直流系统的安全运行，为变电站的运行提供了安全的保障。
关键词：直流系统;变电站;重要性分析
直流供电系统主要包含两大部分，直流充电设备和蓄电池组，在交流中断时，蓄电池组能够单独给直流负荷供电。变电站的直流系统主要是为二次设备的运行提供可靠地直流电源，它就相当于是整个二次系统的心脏，是变电站的构造中无法或缺的一部分。由于蓄电池组的存在，变电站的直流系统成为一个独立的电源，能够为系统提供储备电源，系统运行方式的变化不会对直流系统产生重大影响。在正常运行时，主要由整流单元将输入的交流电整流为直流，一方面为正常负荷提供日常用电，另一方面对蓄电池组进行充电。在交流故障时，直接由蓄电池组对正常负荷及事故负荷进行供电，从而保证系统继续运行。在系统发生故障，交流电源中断的情况下，如果直流系统本身出现问题，不能可靠地为负荷提供直流工作电源就会使整个系统运行出现瘫痪，产生不可估计的损失。直流系统是变电站的重要部分。
1直流系统的组成
1.1 直流充电设备
直流充电设备主要包含直流充电屏和直流馈电屏。直流充电屏的核心是它的整流单元即直流充电模块，能够将输入的交流电输出为稳定可调的直流电对直流负荷供电并对蓄电池组充电。直流充电屏上还包含监控单元、降压单元、交流输入、直流输出、电压显示、电流显示等。直流馈电屏主要核心是直流馈电单元包括各种直流负荷，合闸回路、控制回路、信号回路、保护回路、事故照明回路等，同时还配有绝缘监测单元和开关量监测单元对每个负荷回路的绝缘及开断情况进行监测。
1.2 蓄电池组
蓄电池是既能把电能转化为化学能（充电）储存，又能把化学能转变为电能（放电）带载的化学电源设备。在蓄电池运行中，非静电力与离子的溶解和沉积过程会产生化学作用，放电时，化学能会转化为电能，通常在焦耳热的温差中，非静电力的温度与电子浓度联系紧密，而且扩散作用明显，会使温差电源向外部电路提供功率，使一部分热能转化为电能。目前变电站使用的电池主要是阀控式密封免维护铅酸电池。蓄电池组作为全站直流系统的后备电源，在充电模块停止工作时，由蓄电池组不间断的向直流母线供电；同时在电磁式断路器进行合闸操作时，蓄电池成为合闸电源。
2变电站直流系统存在主要问题
2.1 整流模块问题
整流模块是变电站直流系统当中的关键构成部分，在变电站的运行当中，工作人员通常会忽略整流模块的运行维护工作，如充电机模块电压的整定不够合理，模块风扇积灰严重，风扇损坏，模块长期发热，模块不均流等，都会影响模块性能，进而影响到变电站直流系统的运行状态。
2.2蓄电池出现单体失效
铅酸蓄电池失效可能有多种原因造成，例如失水、极板硫化、热失控、板栅腐蚀等。由于气体再化合效率低，氢气、氧气、水蒸气等从电池中排出，就可能造成电池失水。极板硫化主要是极板活性物质表面形成不可逆硫酸铅而造成的。当电池内部的热量要比平时高的情况下，会使电池的散热性降低，电池的外部变软，出现热失控，给蓄电池造成很大的损坏。板栅腐蚀主要是指正极板逐渐被氧化成二氧化铅导致电池容量下降的情况。
2.3绝缘监察装置存在的问题
直线系统本身能够为绝缘带来一定的影响，而且不会产生警示性。绝缘监察装置主要是通过电流的问题使零部件损坏，会使装置死机或者是无法正常启动装置。一旦出现这种问题可能会使电源瘫痪，使整个变电站的系统失灵，最终导致电网出现事故。
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2.4维修保养人员欠缺对蓄电池组的维护
蓄电池是变电站直流系统的核心所在，阀控式密封铅酸蓄电池曾被俗称为“免维护”蓄电池，电池结构密封，在维护时无需进行电解液密度测量，也无需加酸加水进行维护，给运行维护人员造成一种不正确的误解，以为该类蓄电池运行过程中不需要进行维护，这种想法是运行维护人员对阀控式密封铅酸蓄电池理的理解误区，阀控式密封铅酸蓄电池的日常保养与维护是非常重要的。
3变电站直流系统解决对策
3.1加强加快变电站的老旧直流系统改造工作
加快对变电站的老旧直流改造能够保证系统正常稳定的运行。直流系统要经常检查，如果发现有异常情况，要及时解决，发现存在故障的隐患，提前排除故障，保证系统顺利运行。当直流系统存在影响系统安全的故障，且无法解决，或者设备老旧达到运行年限时，应积极安排直流系统的改造工作，确保安全运行。
3.2做好绝缘装置维护
在变电站系统运行中，直流系统本身具有绝缘性，能够影响整个系统的运行，而且还容易产生安全问题。如果出现绝缘问题，绝缘不稳定的话还容易产生短路的情况，最终会造成严重的后果。为了防止问题的产生，应该定期对绝缘装置进行检查，杜绝直流系统绝缘装置本身引起绝缘下降的情况的发生。
3.3预防直流系统接地故障发生
直流系统接地会为整个变电站带来多重不良影响，影响电网系统的安全稳定运行，甚至带来更加复杂的故障问题，例如：断路器拒动，断路器误动，熔断器熔断等。对此就要加强接地故障预防，采取科学、必要措施来防范接地故障的出现，可以重点从以下方面入手：规范施工工艺，彻底杜绝防范直流系统接地，控制安全隐患的出现。重视停电时机的应用，抓住停电时机来及时清理、打扫二次设备，例如：室外辅助性的开关、端子排等。检查二次电缆穿管位置是否密封完整，主要的二次电缆穿管包括：断路器端子箱、隔离开关机构箱等，加强穿管处的保护，预防潮气、湿气、水分等的渗入，从而确保直流系统安全。强化室外电缆的绝缘检查，定期测试其绝缘度，当发现绝缘度不合格时则要尽快更换、更新，预防直流系统出现接地故障。此外对于露天的电缆还要时刻的注意排水，使电缆具有一定的绝缘性。
3.4做好蓄电池维护
蓄电池组的应用容量以及使用寿命很大程度上取决于蓄电池的维护，而变电站运行过程中经常出现蓄电池使用操作不当、安装维护不到位等问题，这就需要不断改进和优化蓄电池的运行维护。对于蓄电池组的维护，应当从下面的几个要点去做：（1）要做好防火防爆工作。蓄电池组由多只蓄电池串联而成，数量多，分布广，其本身也最害怕火灾隐患，所以变电站的蓄电池应当在严格的防火防爆环境中。（2）要确保蓄电池处于良好的运行环境中，合理控制温度，保证通风良好，不受阳光直射。（3）要做好防腐蚀的措施，一般来说，蓄电池室内应当涂有防腐蚀漆，蓄电池极柱涂抹凡士林，防止电池极柱腐蚀。（4）定期和不定期的巡视检查。应当定期对蓄电池组进行巡视检查，认为可能有故障隐患的，也应当随时进行检查，以防止各种意外的出现。检查时一是要抄录核对蓄电池电压数据，二是要对每个蓄电池外观进行仔细检查，包括：电池壳体和极柱是否损坏的痕迹；极柱是否生锈；电池壳体和极柱封口是否膨胀；蓄电池组是否干净整洁。（5）定期的核对性充放电一定要落到实处，严格按照规程要求进行核容试验，不能忽视这项程序的重要性。
总而言之，直流系统是变电站重要组成部分，在变电站直流系统的运行维护中，需要不断地积累经验，多措并举防止直流系统事故发生。完善和建设直流系统运行规章制度，加强直流系统的运行维护人员的培训，同时融入先进的技术对直流系统不断加以完善，这样就能够更好的实现变电站直流系统的安全运行。
参考文献：
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[2]王瑞军.变电站直流系统改造技术探讨[J].内蒙古科技与经济，2011(11).
[3]林艳玲.变电站直流系统运行现状及存在问题分析[J].科技专论，2013（10）
论文作者:郝劲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/8
标签：蓄电池论文; 变电站论文; 系统论文; 故障论文; 电池论文; 负荷论文; 模块论文; 《电力设备》2018年第1期论文;