摘要：随着经济的不断发展，社会在不断的进步，为了提高直流系统运行维护的质量，保证直流系统安全、可靠运行，针对近年来变电站直流系统运维过程中发现的蓄电池组容量异常降低、蓄电池内部开路等紧急重大缺陷，通过分析直流系统现场运行情况，结合现有维护设备和人员运维技能，提出可行的运维管理措施。
关键词：直流系统；蓄电池组；运维管理
引言
直流系统主要为继电保护、通信、后台监控等设备提供直流电源，直流系统的正常运行对变电站的安全稳定起着极其重要的作用。蓄电池组是直流系统的重要组成部分，若蓄电池组有异常将严重影响直流系统的安全、稳定运行。近年来南宁供电局所管辖变电站的直流系统多次出现蓄电池组容量异常降低、蓄电池内部开路等紧急重大缺陷。本文通过分析直流系统运行中存在的问题，结合现有维护设备和人员运维技能，提出可行的运维管理措施，提高直流系统运行维护的质量，保证直流系统的安全稳定运行。
1直流系统运行问题分析
1.1蓄电池组及直流母线欠压值设置偏低
目前某网区运行的直流系统监控单元的保护及告警定值均根据Q/CSG1203003—2013《变电站直流电源系统技术规范》进行设定。蓄电池组电压欠压值为1.8N，其中N为蓄电池个数，N=104时，U＝1.8×104＝187.2V；直流母线欠压值为U＝Un×（1-10%），其中Un为直流系统额定电压，当Un=220V时，U=198V；当Un=110V时，U=99V。多年运行维护实践证明，蓄电池组端电压（直流母线电压）降至198V时，蓄电池组实际容量已处于放电末期（容量少于20%），放电时间远超过设计规程事故放电时间（2h），而此时直流系统才发出欠压故障告警信号，抢修人员无充足的时间进行应急事故抢修（特别是距离较远的县级和效区变电站，从发现故障、确认故障、准备抢修、排除故障一般需要3-8h），极易发生全站直流电源消失事件。
1.2对蓄电池电压异常缺陷管理不重视
检修人员在多年运行维护实践中发现，绝大部分变电站直流系统“蓄电池电压异常”故障均是因蓄电池巡检仪采集数据错误所致，由于认为此故障不影响直流系统安全稳定运行，对故障信号不重视，造成该缺陷处理周期较长。实际上，蓄电池内部开路也会造成“蓄电池电压异常”，由于蓄电池内部开路过程短，电压短时升高后又恢复正常值范围内，早期很少甚至没有发现过蓄电池组内部开路故障。如果蓄电池开路故障未及时处理，将严重威胁变电设备的安全稳定运行。
1.3蓄电池开路或性能劣化难以被发现
目前，某网区绝大部分直流系统配置的蓄电池在线测试装置均只能测试蓄电池电压（无测试蓄电池内阻功能）。正常情况下，蓄电池组绝大部分时间处于浮充电状态，充电电流约为0A，这时即使蓄电池组回路中存在开路或单体蓄电池内部异常劣化，蓄电池组端电压和单体电池端电压仍显示在合格范围内（此时处于虚接状态，可以输出微小电流，不能输出大电流），且直流系统集中监控器无任何报警，巡维人员未能及时发现蓄电池缺陷。如果此时发生所变电源故障或巡维人员按巡视规定要求定期切换所变电源，将会发生全站直流电源消失电力生产安全事件。
2直流系统现场运维管理措施
2.1检修人员提前切入巡维环节
为及时发现蓄电池组内部开路隐患，防止直流系统两路交流输入电源切换过程中发生全站直流失压事件，检修人员应主动切入变电站日常巡维环节，可通过以下两种方式协助变电站值班员准确完成交流输入电源的切换工作。方式1：直流系统两路交流输入电源切换检查由继电班组人员配合巡维人员进行，在切换前，由继电保护人员检查核实蓄电池组与直流系统联接是否正常，确认内部无开路后即降低充电机电压，由蓄电池组带全站负荷电流，持续时间3~5min无异常后再由巡维人员进行电源切换试验。方式2：各巡维班组应配备蓄电池内阻测试仪，通过测试确认蓄电池内部无开路后，再进行交流电源切换试验。
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2.2提高蓄电池组及直流母线欠压设定值
在正常运行情况下，蓄电池绝大部分时间处于浮充电状态，充电电压U=k•N（k的取值范围为2.23-2.25）。蓄电池组一般由103-108个单体蓄电池串联组成，因此最小浮充电压U=2.23´103=229.7V。只有在充电装置故障无输出电压时，蓄电池组放电才会导致直流母线电压和蓄电组端电压下降。多年的运行维护实践证明，性能下降的蓄电池组带全站负荷放电0-2h内，蓄电池端电压会快速下降至210V及以下。为保证在蓄电池放电初期就发出告警信号，可将直流母线欠压告警值由198V提高至209V（即U＝220V（1-5%），从而为变电站巡维人员和检修人员保留充足的故障确认、处理时间，大大提高了直流系统供电可靠性。
2.3提高直流系统设计和配置标准
由于无法通过浮充状态下蓄电池的电压判断蓄电池内部实际存在问题，为了从根本上解决蓄电池内部开路或性能异常劣化等难以发现的问题，需提高直流系统设计和配置标准，要求新建的直流系统蓄电池在线测试装置必须具备内阻测试功能；对于已投运直流系统，特别是已查出有问题的蓄电池组，应结合技改，逐步安装蓄电池内阻在线测试装置，通过测试蓄电池内阻并与上年数据进行对比，提前预判蓄电池性能变化趋势。
2.4缩短性能下降蓄电池组的容量鉴定周期
按照规程要求，投运6年之内的蓄电池组，每两年进行1次容量鉴定试验，投运6年以上的每年1次。针对部分性能下降的蓄电池组，及时调整了蓄电池组容量鉴定周期，由原来的周期改为每年或每半年1次，以便及时检测和监控蓄电池组的容量，确保蓄电池性能良好。
2.5加强蓄电池缺陷管理
为防止全站直流电源消失事故事件发生，当监控中心人员发现“蓄电池电压异常”信号时，应立即通知巡维人员进站进行现场巡视确认检查。若蓄电池确实存在问题时，巡维人员应立即与检修人员进行沟通，在其指导下进一步检测与确认故障类型，同时检修人员应根据故障信息准备备品并立即进站进行处理。
2.6加强蓄电池入网和选型管理
加强蓄电池入网和选型管理，选用性能稳定、制造工艺优良、电压均匀、容量一致的蓄电池，从源头上把好安全关。
3应用效果
采取上述运维管理措施后，直流系统运行良好。（1）在变电站直流系统交流输入电源切换工作中继电保护人员的参与率达到了100%，及时发现了多起因交流电源切换导致全站直流电源消失四级电力生产安全事故事件的发生。（2）所管辖变电站所有直流系统的电压欠压告警值均已按高值设定，所有变电站直流系统电压异常故障得到100%及时处理，未发生过蓄电池长时间过度放电事故。（3）通过缩短性能下降蓄电池组的定检周期，实现了蓄电池组的差异化管控，为响应措施的制定和技改工作提供了及时的数据支持。（4）未发生因直流电源问题而被通报的五级及以上电力生产安全事件。
结语
本文分析了变电站直流系统运行中存在的主要问题，并提出有效的运维管理措施，从技术上、组织上、流程上实现变电站直流系统故障及安全隐患的及时发现、尽早响应、动态监控，保证了直流系统安全稳定运行。
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论文作者:狄淑春,方洁,艾尼瓦尔•买买提依明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/17
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