變電站直流系統的運行維護探析

（蕭山供電局,浙江杭州 311200）

變電站主要構成之一是直流系統，建立直流系統可以使電網能夠安全地、穩定地、持續地運轉。隨著時代飛速發展，科技不斷創新，直流系統里也引進了海量新型設備與新型技術。所以，在變電站中運行與維護直流系統變得十分重要。文中以蕭山供電局變電站直流系統實際情況為例，描述了直流系統的構成與運行方式等問題，并就直流系統的運行維護方面的問題提出了一些措施。

一、確定運行方式

蕭山局現有9 個220 kV 變電站，均使用雙電雙充、單母線分段的直流系統。其中使用環形供電網絡為直流負荷，每一個環的電源分別與兩段母線相連。如下圖1 所示。

直流負荷屏輸出的電源普遍可以歸為七種，分別是110KV線路控制保護電源、110KV設備操作電源、10KV設備控制保護電源、10KV設備操作電源、主變控制保護電源、公用信號電源與遠動電源。采取兩段母線分列運行、直流負荷斷環運行的方式，能夠在最大程度上使直流系統安全可靠地運轉。為了避免兩套電源過長時間運轉，一般采用兩套充電電源各自帶動一部分直流負荷的方式，且讓兩段母線的直流負荷來維持一定的平衡運轉。具體直流系統在運行中的轉換方式有兩種：

（1）方式一：即一般情況下使用的正常運行。在I 段母線運行#1 充電裝置，在II 段母線運行，#2 充電裝置，母線的分段開關要置于分閘處；在I 段母線運行#1 蓄電池組，在II 段母線運行#2 蓄電池組。如此直流負荷可以平衡地分布于母線上。

（2）方式三：即當變電站站用電交流電源均失壓時使用。在這個時候，應該使#1、#2充電裝置組停止運行，#1、#2 蓄電池可以分別供I、II 段母線,其中#1 蓄電池組在I 段母線運行，#2 蓄電池組在II 段母線運行，母線分段的開關處于分閘位置，而直流負荷則是均衡地分布在兩段母線上的。

圖1 直流系統設備狀況示意圖

（3）方式三：即充電裝置或蓄電池組因故障而停止運行時使用。當#2 充電裝置或#2 蓄電池組停止運行，#1 充電裝置和#1 蓄電池組在I 段母線運行，母線分段開關處于合閘位置，直流負荷均衡分布于兩段母線。

（4）方式四：即I 段直流母線由于故障停止運行時使用。此時#1 充電裝置和#1 蓄電池組必須停止運行，#2 充電裝置和#2 蓄電池組在II 段母線運行，母線的分段開關處于分閘位置，直流負荷均處于II 段直流母線上。(II 段母線退出運行時的操作，類推）

二、確定定值

充電裝置的主要設備有集中控制單元、交流配電單元、充電模塊、降壓單元、絕緣監測單元等，當中的充電模塊使用的是n+1 冗余模式。按照標準，220V 的直流母線，其電壓的合格范圍在±10%之間，由于設置了硅堆降壓裝置，要加強報警的靈敏度，且高頻開關電源的充電裝置精度水平高，普遍設定當直流母線的電壓超過±5%時就啟動報警裝置。同時，還可以設定當正負電源對地電壓小于30 V 時啟動母線絕緣降低報警。

三、維護系統蓄電池

在實際情況中，各個廠家生產的蓄電池的結構不盡相同，所以維護的方法與條件也會不太一致。 為了要確保蓄電池的放電容量，并且延長蓄電池的使用壽命，就一定要對蓄電池進行日常維護以及定期放電工作。

1 初始充放電

蓄電池會自動地放電是由于電池當中含有化學因子，所以在安裝電池使之運行時，要即刻開始對蓄電池充電(恒壓限流)。在電壓為2.35V/只的情況下對電池充電，充電電流應該維持在10A/100Ah 的額定容量內，且通常充滿48 小時即可。對整個蓄電池組進行電力測試，測試條件為以電池的額定容量的10h 率電流恒流放電，以額定電壓的90%及10h 時間為結束 (例如當100 A 時，放電電流為10 A)。若經過三次檢驗之后，電池仍沒有充滿90%以上(新電池)，則該電池需要更換。

2 浮充和均充

閥控蓄電池組通常用以浮充電的方式正常運行，其中浮充的電壓值需要控制在2.25V/單體，如果電池沒有得到均勻地充電會影響電池的工作，所以應該盡最大可能防止此類問題的產生。閥控蓄電池在一般使用時并不需要充電。碰到如下情況，則要進行和初始充電方式一樣的均充充電：在整個電池組中，單體之間的浮充電壓差值大于0.1V；其中一個電池的浮充電壓低于2.18V/單體；未進行均充達3 個月；突發事件之后需要對電池再次充電時。在進行均充的時候，電池組要退出運行，時間為10h。

3 使用后電池容量測試和維護

運行時間在三年之內的蓄電池，每一年都要對電池進行放電，并要求達40%的總電量。運行時間在三年以上的電池要開展全部電量放電測試。在放電之前，電池要充滿電，若是均充之后，則應使電池組完成8 小時靜止之后再開始放電容量測試。若一個電池組里存在個別電池不能工作的情況，允許更換個別電池，但新電池要先進行活化的過程。若一組電池大部分(占數量的1/3 以上)都不滿80%的額定容量，應更換全部。此外，充電時電池溫度不得高于45℃，否則應立即停止充電，也可以改為以浮充方式繼續，這樣可以起到保護電池的作用。

四、設備的故障檢查與處理

如果充電裝置正在運行，卻碰上變電站無故停電的情況，就要即刻停止電流的運行來使負荷減輕，還要注意不得使蓄電池組的端電壓比放電終止電壓更低。當接近于放電終止電壓之時，須得停用或者是轉移電池。要有專門人員按時檢查蓄電池的實際使用情況，記錄在案，如發現有電壓超標等不符合規范的電池就應及時更換新電池。一般情況下電壓超標的情況為超過平均電壓的±10%。在進行檢查的時候，充電機是不可以停止運行的，這時可以減低充電機的輸出電壓，確保蓄電池處于正好放電的狀態。

結語

用電與人們的日常生活息息相關，而直流系統又屬于變電站的核心構成成分，因此關于變電站的直流系統的運行與維護問題應該得到工作人員的重視。

[1]李均甫，張健能，任雪濤.淺談變電站直流系統運行維護的幾個問題[J].繼電器，2009.

[2]宮貴朝.白水峪電站直流系統改造[J].湖北水力發電，2011.

[3]李偉梁.變電站直流系統改造的討論[J].大眾科技，2009.