變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行存在的問題及對(duì)策分析

摘 要：變電站是否能夠安全運(yùn)行，其直流系統(tǒng)又在整個(gè)電力系統(tǒng)中扮演了重要的角色，直流系統(tǒng)是變電站安全運(yùn)行的基礎(chǔ)保證。文章首先對(duì)變電站的直流系統(tǒng)做了一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，然后分析了當(dāng)前變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，最后給出了如何解決這些問題的建議和對(duì)策。

關(guān)鍵詞：變電站；直流系統(tǒng)；安全運(yùn)行

今年1月份，我國(guó)國(guó)家能源局發(fā)布了2013年全社會(huì)用電量的數(shù)據(jù)-53223億千瓦時(shí)，比2012年同比增長(zhǎng)7.5%，從數(shù)據(jù)可以看出，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)用電量也在急劇上升，為了使用戶能夠正常用電，變電站需要一套可靠、安全的直流系統(tǒng)來保證其安全運(yùn)行。因此，為了避免大面積的停電事故的發(fā)生，科學(xué)合理地運(yùn)行和維護(hù)好變電站的直流系統(tǒng)成了變電站工作人員最關(guān)鍵的工作之一。

1 變電站直流系統(tǒng)的構(gòu)成和各項(xiàng)功能的簡(jiǎn)單分析

由蓄電池、充電設(shè)備、直流屏及直流饋電網(wǎng)絡(luò)等直流設(shè)備，組成了變電站的直流電源系統(tǒng)。直流系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，充電裝置承擔(dān)正常負(fù)荷電流，同時(shí)向蓄電池組補(bǔ)充電，以補(bǔ)充蓄電池的自放電，使蓄電池以滿容量的狀態(tài)處于備用狀態(tài)。在系統(tǒng)發(fā)生故障，站用電源中斷的情況下，蓄電池組發(fā)揮其獨(dú)立電源的作用，向繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、斷路器跳閘與合閘、載波通訊、事故照明等裝置提供工作直流電源。有人把直流設(shè)備比喻為變電站的心臟。

2 變電站直流系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的問題分析

2.1 維護(hù)人員缺乏安全意識(shí)和職業(yè)素養(yǎng)

維護(hù)人員技術(shù)水平的高低直接影響了變電站直流系統(tǒng)的可靠、安全運(yùn)行?，F(xiàn)今大多數(shù)變電站直流系統(tǒng)的維護(hù)人員都缺乏相應(yīng)的安全意識(shí)和設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析意識(shí)。比如，有些維護(hù)人員安全意識(shí)薄弱，對(duì)自己所在崗位的安全規(guī)程還沒完全了解就開始工作，導(dǎo)致工作過程中一些安全措施做得不到位，造成不必要的事故發(fā)生。

2.2 系統(tǒng)中充電機(jī)和蓄電池存在問題

變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行的主要設(shè)備是充電機(jī)和蓄電池，而蓄電池又是系統(tǒng)的備用電源，因此，直流系統(tǒng)安全運(yùn)行的另一個(gè)關(guān)鍵是充電機(jī)和蓄電池的維護(hù)。

蓄電池大概存在以下幾個(gè)問題：第一，蓄電池開路，一旦交流系統(tǒng)失壓，蓄電池組不能及時(shí)地給全站直流電源供電，造成電網(wǎng)事故；第二，蓄電池發(fā)生漏液現(xiàn)象，導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地，造成保護(hù)裝置拒動(dòng)或誤動(dòng)；第三，由于充電機(jī)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，造成蓄電池組過充電或欠充電，導(dǎo)致整組電池壽命縮短或蓄電池的報(bào)廢等。

2.3 直流系統(tǒng)中絕緣監(jiān)察設(shè)備存在問題

絕緣監(jiān)察設(shè)備主要存在以下兩個(gè)問題：第一類裝置基于“信號(hào)尋跡”的工作原理，如“直流系統(tǒng)接地低頻探測(cè)儀”、“直流系統(tǒng)接地故障探測(cè)裝置”。第二類裝置是直接用倍頻磁調(diào)制器作直流電流傳感器，巡回檢測(cè)每個(gè)傳感器的輸出，并送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。如“直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置”、“直流回路漏電流在線巡回監(jiān)測(cè)儀”等。

3 如何加強(qiáng)變電站直流系統(tǒng)的安全運(yùn)行的措施和方法

3.1 通過現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，加強(qiáng)維護(hù)人員的安全意識(shí)并提升技術(shù)水平及設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)分析能力

為了使變電站的直流系統(tǒng)能夠正常安全的運(yùn)行，首先要對(duì)其維護(hù)人員進(jìn)行安全責(zé)任意識(shí)的灌輸，讓他們意識(shí)到自己崗位的重要性，讓他們意識(shí)到不能因個(gè)人的失誤而造成人身和設(shè)備的損失。其次，高級(jí)技術(shù)人員要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)人員的培訓(xùn)，培訓(xùn)的內(nèi)容不僅僅局限于專業(yè)知識(shí)的增加和維護(hù)能力的提升，而且還要包括各類直流設(shè)備上工作時(shí)的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及危險(xiǎn)點(diǎn)分析的培訓(xùn)。

3.2 加強(qiáng)充電機(jī)和蓄電池的維護(hù)

3.2.1 充電機(jī)維護(hù)方法

3.2.1.1 定期清掃保持設(shè)備整潔。

3.2.1.2 定期測(cè)試、試驗(yàn)（最好一年一次）具體詳見以下描述：（1）各裝置參數(shù)實(shí)際值的測(cè)量，裝置顯示值誤差調(diào)整。（2）各個(gè)裝置參數(shù)設(shè)置值定期的檢查。（3）單模塊輸出電壓調(diào)整校準(zhǔn)。（4）各個(gè)裝置報(bào)警功能試驗(yàn)，同時(shí)各個(gè)硬接點(diǎn)輸出是否正常。具體實(shí)驗(yàn)如下：a.輸出電壓調(diào)節(jié)范圍：進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置屏，將浮充電壓設(shè)置為電壓下限，均充電壓設(shè)置為電壓上限。在浮充狀態(tài)，充電機(jī)輸出電壓將自動(dòng)調(diào)到輸出電壓下限；在均充狀態(tài)，充電機(jī)輸出電壓將自動(dòng)調(diào)到輸出電壓上限。b.輸出限流試驗(yàn)：進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置屏，按要求設(shè)置好參數(shù)，用假負(fù)載或蓄電池組（放電后）在均充狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，充電機(jī)輸出電流應(yīng)限制在設(shè)置值。c.告警功能調(diào)試：充電機(jī)無輸出：關(guān)所有電源模塊，監(jiān)控器由蓄電池組供電，監(jiān)控器應(yīng)報(bào)充電機(jī)無輸出；交流輸入過欠壓：關(guān)交流輸入開關(guān)，監(jiān)控器由蓄電池組供電，監(jiān)控器應(yīng)報(bào)充電機(jī)無輸出和交流輸入欠壓；母線過欠壓：設(shè)置母線過欠壓告警值，使其在充電機(jī)輸出電壓調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，在浮充或均充狀態(tài)相互切換下，看告警是否正確；接地告警：用2-5KΩ電阻分別將正或負(fù)母線接地，看接地告警是否正確。若有支路接地告警檢測(cè)，用同樣方法檢測(cè)支路接地告警；空氣開關(guān)脫扣告警：人為使某路開關(guān)脫扣，監(jiān)控器應(yīng)告空氣開關(guān)脫扣；熔斷器熔斷告警：人為壓下熔絲熔斷微動(dòng)開關(guān)，監(jiān)控器應(yīng)告空氣開關(guān)脫扣。

3.2.2 蓄電池組維護(hù)方法

（1）首先，在均充狀態(tài)下對(duì)蓄電池組充電直至容量充滿；（2）在直流系統(tǒng)中接入備用蓄電池組；（3）退出整組蓄電池進(jìn)行核對(duì)性充放電試驗(yàn)。接好放電負(fù)載對(duì)蓄電池按0.1C10進(jìn)行放電，同時(shí)開始計(jì)時(shí)并記錄每節(jié)蓄電池端電壓。在放電期間的前8小時(shí)，每60分鐘記錄一次。第9個(gè)小時(shí)開始時(shí)，每30分鐘記錄一次。第10個(gè)小時(shí)開始時(shí)，每10分鐘記錄一次，直至10小時(shí)放電結(jié)束。注意，在放電過程中，如果某一節(jié)蓄電池端電壓已降到1.8V或5.4V或10.8V時(shí)，應(yīng)立即停止放電，以免蓄電池?fù)p壞。（4）蓄電池放電結(jié)束后，對(duì)蓄電池進(jìn)行均充直至容量充滿。該充電過程（恒流充電→恒壓均充→恒壓浮充），直流系統(tǒng)均、浮充轉(zhuǎn)換是自動(dòng)完成的。（5）只有通過核對(duì)性充放電試驗(yàn)，才能真正判斷電池組真實(shí)容量，找出落后電池，從而了解設(shè)備健康狀況。

3.3 改造變電站直流系統(tǒng)中絕緣監(jiān)察設(shè)備

經(jīng)理論和實(shí)踐證明，在交變對(duì)稱電壓或電流源激磁的鐵心中，若同時(shí)存在直流恒定磁場(chǎng)，鐵心中交變磁通的對(duì)稱性就被破壞，磁通波形的正負(fù)半波相位將發(fā)生變化，相應(yīng)地，檢測(cè)繞組輸出電壓中的正負(fù)半波將發(fā)生相對(duì)位移。正負(fù)半波相位變化量的大小和方向可以反映直流偏置電流的大小和方向，利用這一特性測(cè)量直流電流，就可改造為相位差磁調(diào)制式直流電流傳感器，該傳感器一致性好，基于它的特點(diǎn)，整套直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察裝置設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)安裝簡(jiǎn)單，不需要調(diào)校。并且由于該傳感器的測(cè)量精度及分辨率高，可以直接根據(jù)測(cè)量出的接地漏電流來計(jì)算出直流正負(fù)母線對(duì)地電壓，以及能對(duì)直流系統(tǒng)對(duì)稱接地故障進(jìn)行檢測(cè)，而不需要另外增加母線電壓測(cè)量部分。

4 結(jié)束語

變電站的安全運(yùn)行是整個(gè)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而變電站能夠安全運(yùn)行的基礎(chǔ)又是變電站中的直流系統(tǒng)，因此，加強(qiáng)對(duì)變電站直流系統(tǒng)如何安全運(yùn)行的研究是所有變電站管理者應(yīng)注意的問題。經(jīng)實(shí)踐證明，只有通過貫徹加強(qiáng)維護(hù)人員的安全意識(shí)，提升他們的職業(yè)素養(yǎng)，規(guī)范操作流程，做好設(shè)備的維護(hù)及改造等科學(xué)合理的措施，才能保證整個(gè)變電站的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]吳平安.直流系統(tǒng)漏電檢測(cè)方法的比較[J].華北電力技術(shù)，2003.

[2]馬立方.變電站直流系統(tǒng)故障分析與處理[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2011.

作者簡(jiǎn)介：甘衛(wèi)華（1972-），男，籍貫：貴州，本科，主要研究方向：變電站直流系統(tǒng)維護(hù)與檢修。