35kV變電站直流系統運行與維護淺析

皎 凱

（陜西省大荔縣供電分公司，陜西 渭南 715100）

1 直流系統

1.1 直流系統的組成

一個完整的直流電源一般由蓄電池組、電力充電器高頻開關、給各類負荷供電的直流饋線屏三大部分組成。

1.2 直流負荷的分類

在一般情況下，直流負荷分為動力負荷和控制負荷兩類。動力負荷包括斷路器電磁分閘機構、交流不停電電源裝置、事故照明等負荷。控制負荷包括電氣和熱工控制、信號系統、繼電保護制動裝置等負荷。

1.3 直流系統的主要接線方式

變電站的直流負荷主要是由一些對一次設備進行監視、操作控制和保護的二次設備，還有事故照明、遙信、逆變器等組成。

充電設備的直流輸出一般是經由電纜和帶熔斷器的開關送至直流輸出母線上。通過多路支線與各種直流負荷連接直流母線，過流保護裝置由各支路都配有的空氣小開關或斷路器充當。

2 閥控式密封鉛酸蓄電池的維護

蓄電池廣泛應用于各類形式的變電站當中，平常情況下直流系統中的蓄電池組處于浮充電狀態，日常中主要監視蓄電池組的端電壓，浮充電流，及單瓶電池的電壓。當交流電失壓時，蓄電池組迅速向事故負荷提供電能。如各類事故停電照明、交流不停電電源、斷路器跳合閘等，同時也為事故停電時的二次控制、信號、自動裝置、保護裝置及通信等裝置提供電力，顯然蓄電池應作為變電站在交流失電的事故狀態下的備用電源。

蓄電池作為一種化學能源，它能把電能轉變為化學能并儲存。使用時再通過可逆反應將化學能轉換為電能供給用電設備。當蓄電池放電后，內部形成新的化合物，這時如果用充電設備以適當的反向電流通入，形成的新化合物就還原成原來的活性物質，又儲存用以再次放電之用，即為充電；蓄電池提供電流給外部裝置設備使用稱之放電。目前，35kV變電站廣泛使用的的是閥控密封鉛酸蓄電池。

2.1 蓄電池的運行環境要求

蓄電池室環境溫度應常年保持在20±5℃之間，（環境溫度太低會造成蓄電池容量下降，每下降1℃，容量下降1%；溫度升高放電容量會隨之增加，但壽命降低，如若高溫下長期使用，溫度每增高10℃，蓄電池壽命約降低一半）。環境濕度應不高于80%。當蓄電池室環境達不到以上要求，應配備相應調溫除濕裝置，并避免陽光直射，室內空氣流通，封閉嚴密應裝設防爆換氣設備。

2.2 蓄電池組核對性充放電

新電池組安裝后每2～3年進行一次核對性充放電試驗， 6年以后的應每年執行一次。容量介于90%到80%之間的蓄電池組應每年進行一次核對性充放電試驗，用以保證其穩定可靠性；小于80%容量的蓄電池組應立即更換，更換前需將核對性充放電試驗周期變為三至六個月。而擱置不用超過三個月的蓄電池組也應進行充電。

2.2.1 放電

檢查電源交直流供電情況、重要負荷供電情況并采取備自投安全措施，檢查蓄電池外觀及接線是否牢固、樁頭是否有污蝕情況、電源電壓、模塊運行狀況及蓄電池電壓，并做好記錄。

將蓄電池總容量的50%-60%設置為放電電流，持續放電時間不超過10小時。間隔1至2小時測量和記錄放電電流、單體電池電壓及總電壓，并檢查缸體有漏液、變形和溫度的異常。若單瓶電壓為12V時，待蓄電池組電壓降至189V（10.5V×18）時終止放電，拆除放電裝置并檢查設備運行狀況。

2.2.2 充電

充電電流設置為總容量的50%-60%，時間不超過10小時。

采用恒壓限流方式給蓄電池充電，間隔1至2小時測量并記錄充電電流、總電壓及單體電池電壓，并注意觀察蓄電池缸體有無變形、溫度異常等現象。

2.2.3 維護及注意事項

① 蓄電池端子應用螺栓螺母連接，并連接緊密無松動；

②殼體有無滲漏銹蝕變形；

③應經常檢查蓄電池浮充狀態是否正常，浮充電壓是否符合說明書相應溫度規定值；

④檢測蓄電池端電壓。

⑤鉛酸蓄電池每次放電完成后應及時充電；

⑥應注意不得使蓄電池過電流或過電壓充電和過放電。

⑦閥控式鉛酸蓄電池對充電設備及溫度等外部環境因素較為敏感。電池的充電電壓應隨著溫度的上升而下降，一般每升高1 ℃，充電電壓下降2～4 mV。

2.2.4 閥控式鉛酸蓄電池的電壓偏差值及終止電壓值：

①標稱電壓/V： 12；

②鉛酸蓄電池運行中的電壓偏差值/V：±0.3；

③開路電壓最大差值/V： 0.06；

④放電終止電壓/V： 10.5。

3 高頻整流開關的運行與維護

近年，高頻開關電源已在新建或直流系統改造的變電站中普及使用。穩壓、穩流精度高，體積小、效率高，輸出紋波及諧波失真小，自動化程度高是高頻開關電源具有的眾多優點，同時也符合綜合自動化和無人值守變電站監控的發展要求。正常使用情況下，主機的維護工作量小，但應定期除塵防塵。在北方氣候干燥多塵空氣狀況下，灰塵會在機內（主要在整流模塊內）沉積，當遇空氣潮濕時會引起主機不穩定，散熱差，誤報警等不必要故障。

結語

如上所述，直流系統的負荷極為重要，所以直流系統應具有高度的可靠性和穩定性，因此確保直流系統的正常運行時保證變電站安全運行的決定性條件之一。眾所周知，再好的設備都有壽命期，也會出現各類故障，但維護工作做得好就可以延長使用壽命并減少故障的發生，不要因為高智能、免維護而忽視了本應進行的維護工作，預防在任何時候都是保證安全運行的重要基礎。

[1]余靚.淺談35kV-110kV變電站直流系統運行和維護[J].電源技術應用， 2013（03）.