變電站直流系統的運行與維護

鐘改霞

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1 直流系統概述與運行方式分析

1.1 直流系統設備概述

就目前而言，大多數的變電站直流系統往往采用雙電雙充以及單母線分段式直流系統。而電池的儲備則以鉛蓄電池為主，利用高頻開關電源對其進行智能充電，也有部分充電形式選用相控規直流充電，通過直流空開以及熔斷器等實現對負荷的開關。此外，直流負荷往往采用環形供電網絡形式，且對于各個環而言，其電源均分別接在兩段母線上。

1.2 直流系統運行方式分析

為了確保直流系統可以達到最佳可靠工作狀態，通常兩段母線之間以分列運行方式存在，直流負荷則斷環運行。對于兩套充電系統而言，其各為一部分直流負荷充電，且基本維持兩段母線之間的直流負荷平衡，嚴禁兩臺充電系統長期并列運行情況存在。此外，為了更好的落實后備原則，直流系統往往有以下兩種運行方式以及切換。方式1，基于該運行方式，1#充電設備為I段母線工作，而2#充電設備則為II段母線工作，此時兩段母線分段開關處于斷開狀態。對于1#蓄電池則在I段母線工作，2#蓄電池則在II段母線工作。直流負荷則相對均衡分布于兩段母線上。方式2，則當其中某個充電設備以及某套蓄電池組由于故障而無法正常工作時，兩段母線分段開關則有分閘位置轉為合閘狀態，直流負荷平衡分布于新連接的兩段母線上[1]。

2 變電站直流系統維護措施

2.1 直流電源的監視系統維護

監控系統模塊，此功能模塊是整個直流系統運行狀態監測和控制的主要部分。具體功能為：對直流系統各種交直流電壓、電流等數據進行測量和顯示，并且通過對所獲取的數據及信號進行分析，判斷系統是否正常運行，以及蓄電組的智能充放電管理，而且還有LCD顯示屏和鍵盤等，這些屬于人機界面的設備，而且還包含實現和后臺機通訊的功能。運行維護要求：①告警定值檢查，運行時，往往此參數設值不合理，系統電壓出現異常時未能發出告警，造成事故的發生。②控制參數定值的檢查，特別是蓄電池充電管理參數的檢查，因此，參數設置是否合理，關系到蓄電池的使用壽命，應按直流系統所使用的具體電池品牌來設置參數。③定期檢查微機監控各電壓、電流的顯示值和實際測量值是否一致。④定期模擬空開脫扣、熔絲熔斷等故障告警功能。

2.2 蓄電池的有效維護

在直流系統中，蓄電池可稱為心臟部份，其運行可靠性直接關系到整個系統的安全運行，因此，蓄電池一般配備電池巡檢裝置來監控電池運行質量，主要為檢測電池的單體電壓、充電電流、內阻、溫度。一種及時發現性能劣化蓄電池的方法“蓄電池帶載測試法”，檢測原理為：直流電源監控裝置按照設定值臨時調低充電裝置輸出電壓，使充電裝置輸出電壓在設定的時間段內，低于蓄電池組端電壓，此時，自動由蓄電池組向直流負載供電，如果在設定的時間內蓄電池組端電壓仍保持高于設定值，說明蓄電池容量符合要求，同時，在設定時間到達后結束測試，如果在設定的時間內蓄電池組端電壓下降至設定值，說明蓄電池容量不滿足要求，直流監控裝置發出告警信號，提示蓄電池運維人員處理，同時，立即結束測試[2]。測試過程中，如果蓄電池出現開路等異常，充電裝置仍可以將直流電壓維持在允許范圍內（即設定值），直流負荷仍正常運行。

2.3 優化UPS電源供電及運行方式

變電站原先兩組采用的是分開供電，各帶一部分后臺負荷，而且互不備用，沒有聯絡開關。經過研究決定改為互為備用的運行方式，改變接線方式使2臺電源并聯，都能帶全部負荷，運行時一臺備用，一臺正常運行，當運行出現故障時自動切換到備用臺，提高供電可靠性；在UPS負荷側與其交流電源間加設抗干擾的隔離措施，防止用電系統的暫態干擾進入負荷側。

2.4 嚴格控制直流模塊故障率

改善直流模塊運行工藝，出現報警時及時處理，避免損壞模塊。定期監測模塊性能，避免過充或過放電。及時清掃模塊灰塵，提供好的運行環境。將站內直流負荷平均分配到各段母線上，形成環路，保持負荷平衡、直流模塊電流均衡。既可以保證模塊穩定運行，又能在出現故障時降低影響范圍。

絕緣故障的排查方法：正常情況下出現支路接地，絕緣檢測可以準確做出判斷具體接地支路和對應的電阻值，如不能，需檢查設備的平衡電阻是否設置正確及正常投入，絕緣檢測CT是否正常。如絕緣檢測還是無法找出接地處，可以用以下辦法：首先，通過把直流系統進行劃分，形成幾個不相聯系的環節，也就是運用分網法來縮小實際的查找范圍。其次，針對不重要地直流負荷和不能轉移地分路，運用“瞬停法”（不應超過3s）的形式，而且各個站也要結合本站的情況來明確拉路的順序；針對較為重要地直流負荷，運用轉移負荷法開展工作，由此更好地查找其分路帶回路是否存在接地[3]。最后，針對接地點如果母線出現非饋出支路，就要運用逐段排除的形式去確認告警的位置，主要就是依次來抽出其中的充電模塊；并有效地斷開各個功能單元以及母線間熔斷器的連接；也要斷開其蓄電池的接入開關環節[4]。

3 結語

針對變電站的直流系統運行情況進行全面分析，有效地探究變電站直流系統的實際運行維護要求，從針對變電站的直流系統運行中，嚴格按照相應的標準與要求，由此才能為直流電源監視裝置的有效運行、蓄電池良好運行與維護等工作的開展奠定堅實基礎，更好地將變電站工作優勢發揮出來，為電力事業穩定發展奠定堅實基礎。