直流系統的運行維護與接地處理在變電站中的應用

馬明霞

摘 要：直流系統是電力系統控制與保護的基礎。文章首先簡要介紹了直流系統的基本概念和組成，其次闡述了直流系統維護管理的相關方法，最后對常見的直流系統接地問題的處理方法進行說明。

關鍵詞：直流系統；運行維護；接地處理

引言

作為獨立性很強的電源系統，直流系統不受發電設備、單位用電和系統工作方式的影響，能夠獨立為保護系統、自動裝置、應急電源、事故照明、信號設備及斷路器分、合閘操作等設備提供直流電源服務，從而保障系統用電的安全穩定，在變電站供電安全方面發揮著至關重要的基礎保障作用。基于這個突出優勢，直流系統廣泛應用于火力發電廠、水力發電廠、各種形式的變電站以及其他類型的使用直流設備的企業與用戶。隨著電網規模和復雜程度日益提高，為保障電力用戶直流系統用電安全，必須加強直流系統運行維護工作力度，及時排除直流系統安全隱患，切實保障正常供電。

1 直流系統概述

直流電源的歷史較為長久。由于技術上的限制，一直沒有獲得廣泛應用。直到近幾年來，在科學技術爆炸性發展的大背景下，直流系統應用技術突飛猛進，實現了質的飛躍，誕生了許許多多的新思路、新方法、新技術和新工具、新設備，在推進社會經濟事業發展中取得顯著成效。當前，變電站基本上都是按照雙電雙充、單母線分段的方法進行直流系統設置。采用這種方式設置的直流系統穩定性較好，可以為變電站的安全穩定運行提供一定的保障作用。在這種設置方式下，直流系統可以分為電池屏和直流屏兩個部分。

1.1 電池屏

電池屏的主體結構是一個可以容納復數的蓄電池的大型機柜。

1.2 直流屏

（1）監控系統。監控系統負責整個直流系統的運作管理工作，是直流系統的關鍵部位。具體負責直流系統中各要素的管理，監測并記錄各要素運轉的詳細情況，然后以記錄的數據為依據處理系統中發生的各項問題，確保系統安全、穩定持續運行。（2）整流模塊。整流模塊承擔著將輸入的交流電轉為直流電并輸出的功能。（3）絕緣監測裝置。該裝置負責對直流系統中的絕緣指數進行監測，并將測量值與預設的閥值進行對比。一旦系統設備的絕緣指數低于預設閥值，絕緣檢測裝置就會發出警告信號，以提醒系統采取措施，防止意外發生。（4）電池巡查模塊。該模塊負責蓄電池電壓的巡回檢查工作，防止蓄電池電壓與實際電壓不符情況的發生。如果發生二者不符的情況，將以警報的形式通知系統。（5）開關量檢測裝置。該裝置負責系統各單元開關量的檢測與警告工作。（6）降壓器。該裝置負責電壓的下調與穩定。（7）配電器。與整流模塊配合工作，確保整流模塊交流電的正常輸入和直流電的正常輸出。

2 直流系統的運行維護

2.1 電池屏和直流屏的管理

由于電池屏內含有大量蓄電池，而蓄電池對于環境溫度又非常敏感，所以電池屏內溫度是電池屏管理的重要內容。一般情況下，電池屏機柜的溫度要求5℃到30℃之間，最高溫度不能超過35℃。同時，電池屏機柜還有如下條件要求：一是要有良好的通風效果，保持柜內濕度恒定。二是光線明亮，便于觀察。三要有防震、防爆設施。為了切實保障機柜內環境參數穩定，防止因環境劇烈變化引發事故，工作人員要定期開展巡視和檢查工作，一方面檢查溫度、濕度、照明等情況是否符合要求；另一方面檢查元器件是否工作正常，對于有磨損的或故障的元器件要及時更換，保障設備運轉正常。

2.2 定期維護充電設備裝置

交流電壓在輸入充電裝置后直接被其他單元運送到直流屏下進行整流，而整流完后形成的直流電壓又被輸送回充電裝備進行輸出。每一次的輸入和輸出電壓相關數據都會由充電裝置統計并顯示出來。要定期開展檢查工作，統計的數據是否符合實際情況、數據記錄設備是否工作正常、運行的設備是否有噪音、保護線路的各個信號是否正常運行等都是檢查的內容。為保障設備正常工作，要定期開展放電維護工作。

2.3 在線監測各個工作中的組件

系統各要素都處于監測之下，并有相關的警告信號指示燈與之相連。一旦設備運轉異常，對應的指示燈就會發出警報信號。通過這種方法，系統實現對各個組件工作狀態的控制與管理，達到維護系統安全的目的。

2.4 蓄電池的運行維護

通常情況下，系統通過電池巡查模塊實現對蓄電池電壓的控制管理。但在某些時候，在輸出電流微弱的情況下，電池容量的不足或漏液、破損等異常情況無法被電池巡檢儀檢查出來，從而形成安全隱患。為及早清除這些容易忽視的問題，要定期開展蓄電池維護工作，仔細檢查蓄電池是否存在漏電、表層被內部電池溶液腐蝕、電池外部連接片松動、外部結構變形等問題和蓄電池干燥清潔等情況。由于蓄電池結構相對復雜脆弱，所以要注意維護工作的規范性，防止不當操作造成蓄電池破損，進而引發安全事故。在蓄電池維護過程中要注意以下問題：一是禁止新舊電池混用。二是禁止蓄電池充放電超過允許范圍，蓄電池放電結束后的兩小時內應及時充電。三是清理蓄電池要用使用專用清洗液，禁止用有機試劑擦拭。四是禁止使用發生腐蝕的蓄電池，要對蓄電池腐蝕情況定期檢查，一經發現，立即更換。

3 直流系統的接地處理

3.1 發生直流系統接地現象的原因

（1）變電站部分設備由于結構、材質等原因絕緣能力極弱，難以滿足實際工作需要，導致直流接地；（2）回路、接地盒或其它設備由于受潮導致與地面間的絕緣為零，形成電流通道；（3）由于施工不規范等人為原因，直流回路出現線頭漏出、線頭與柜體發生接觸等情況，導致直流接地。

3.2 直流系統接地的危險性

兩點接地時直流系統接地是各種情況中最常見的。它的存在對于系統的正常運行和工作人員人身安全都有很強的威脅性。（1）兩點接地即直流的正負極接地。如果正極與地面接通，會引發短路、斷路、誤動自動保護裝置等問題，警報器會因此發生誤報。如果負極與地面接通，自動保護機制不能啟動，線圈、續電保護器等設備無法正常進行動作，從而引發電源斷路、電源保險熔斷等一系列問題，最終導致整條線路中斷運行。（2）直流保險熔斷，直接影響到整個變電站的正常安全運行，嚴重時甚至會導致人身傷害。

3.3 直流系統接地故障的處理與維護

（1）當發生直流系統接地時，要保持冷靜，立即向有關部門報告。然后在確保自身人身安全的情況下，嚴格按照操作規范相關規定，查找接地極點，判斷接地極點的正負極情況。條件允許的情況下，采用“分網法”，將兩段接線的母線分段刀閘小心拉開，以此縮小判斷范圍，迅速找到接地極點。（2）總結經驗，挖掘問題產生的深層次原因。（3）不能再直流二次回路工作狀態下查找極點。（4）發生直流接地時，要注意對其它設備的保護。（5）查找直流接地原因或接地極點時，嚴禁單人操作，必須要有兩人以上時方可開展查找工作。

4 結束語

直流系統是變電站的重要組成部分。做好直流系統維護工作對于變電站的正常運行意義重大。在進行直流系統維護時，要根據直流系統的特點因地制宜開展工作，以保障直流系統供電安全。面對直流系統接地問題時，要冷靜對待，及時采用有效措施妥善應對。事后要認真總結經驗，防止同類問題再次發生。

參考文獻

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