變電站直流系統運行現狀及存在問題分析

【摘 要】變電站直流運行現狀整體上良好，但是也有不少問題，本文主要是以某市轄區的43個電站為例，將其運行現狀以及存在的問題進行了介紹與分析。通過調查結果發現，變電站直流系統所存在的問題主要有蓄電池維護不到位、充電機使用不當以及絕緣監控裝置使用更不當等。這些問題的存在，給變電站的運行帶來了很大的隱患，需要引起相關人員的警惕。

【關鍵詞】變電站直流系統；運行現狀；存在問題；分析

直流系統是變電站正常運行不可缺少的系統，但是大多數情況下，很多人員都不夠重視對這一系統的維護，因此常常導致其帶故障作業，從而引發了比較嚴重的問題，如果問題比較嚴重甚至會導致系統癱瘓，導致大面積停電，這不僅會給居民生活帶來極大的不便，更為重要的是變電站的系統設備都需要更換，為了預防有關問題的發生，有關人員一定要重視變電站直流系統的維護。

1.變電站直流系統運行現狀

某省市轄區共有43個變電站，通過調查了解，其直流系統運行的整體情況如下：

充電機器的使用狀況：充電機使用高頻開關電源的有16個變電站.占所有變電站比例的37.2%.使用相控電源的有27個變電站.占總數的62.8%。從統計數據可以看出.目前使用高頻開關電源的情況還不到總數的50%.說明舊站改造的力度還不夠。特別是幾個重要220KV變電站如南門變、旗山變、建新變仍然使用相控電源。另外.部分220KV變電站仍采用單充單蓄，即一臺由N+1模塊組成的高頻開關電源.一組蓄電池，不滿足220KV變電站雙充雙蓄的要求。

蓄電池的使用情況：從蓄電池的使用情況來看，大多數變電站已使用閥控鉛酸免維護蓄電池。特別是2003年以來對原有的堿性鎳鎘電池進行了大量更換整改，但目前仍存在馬江變的固定式鉛酸蓄電池及閩侯局上街變的堿性電池等個別現象。

絕緣監察裝置的使用情況：從總體普查結果來看，絕大部分的直流系統配備有絕緣監察裝置。個別沒有安裝絕緣監察裝置的也在近年的改造中逐漸增加，但部分變電站仍采用分立元件構成的絕緣監察裝置，如220KV建新變電站。

2.變電站直流系統存在的問題

從整體情況來看，變電站直流系統運行情況良好，但是個別地方有待改進，某些地方存在的問題還比較嚴重，筆者總結如下：

2.1蓄電池維護不夠合理

現階段該省市轄區的43個變電站中所使用的蓄電池并沒有統一的類型，而且也沒有統一的維護方式，這主要是因為蓄電池的生產廠家比較多，而且每個廠家的生產制作的水平不統一，其所參照的標準也不同，因此往往導致蓄電池的結構差異，另外，蓄電池維護人員沒有豐富的維護經驗，因此常常使得蓄電池出現了各種問題，比如還未到使用期限，即失去了效用等，這使得電網運行隱患重重。其具體危害如下：

首先，蓄電池運行期間經常出現開關無法合閘的情況，與此同時，也會出現直流系統失壓的情況，通過有關人員的檢查發現，原來是蓄電池失去了效用，更換電池之后，開關順利合閘。從中可以預見，蓄電池故障的危害；其次，如果蓄電池維護不當，經常會出現爬酸爬堿的情況，久而久之，蓄電池絕緣體就失去效用，進而發出預警；再次，某些變電站蓄電池存在著單體失效的現象，主要表現為漏液等；最后，有些變電站因為綜合因素影響，使得整個蓄電池出現了實效現象。因為蓄電池單體本身就存著差異，如果其自身的將結構就存在著問題，而后期維護也沒有做到位，即會出現這種問題。一旦出現這種現象，變電站中的蓄電池會整體報廢。

為了避免出現上述問題，變電站經常會選擇使用閥控鉛酸免維護電池，但是這種電池存在著一個致命的缺點，即容量落后，因此很多變電站在使用這種蓄電池之后，不長時間之后，其性能出現了嚴重惡化現象，因此使用這種類型的電池的不僅不能解決根本性的問題，還會引發更多的矛盾。而這種類型的電池之所以會出現容量落后的問題，主要是因為以下幾點：首先，失水速率的差異，因為該種類型的電池在進行浮充運行時，因為其端電壓在設計時，沒有滿足設計要求，所以其失水率出現了比較嚴重的差異；其次，該種類型的蓄電池的安全閥開等區別明顯，進而導致容量落后。

2.2充電機使用中存在問題

（1）許多運行維護人員沒有注意，到充電機電壓的日常整定問題。比如，某變電站在站變失電的情況下，過了10秒鐘直流合閘母線失電，控制電源消失。而現場檢查蓄電池端電壓還有218V，經過檢查，我們發現直流系統電壓告警中間繼電器整定偏高，造成繼電器動作斷開直流電源，將中間繼電器電壓整定值改變后恢復正常。

（2）充電機固有程序設定與蓄電池個數搭配不當引起的蓄電池充電電壓過高，引起過充，如某變電站蓄電池固有102個。均充電壓卻固定整定為245V，容易引起蓄電池過充。

（3）部分變電站的相控電源由于自身原因一紋波系數較大，可能對運行中的設備造成過熱及其他附加損耗，如我們經過試驗發現220KV南門變還存在脈動電流過大的問題，對這樣的變電站如果做核對性放電試驗，可能影響到電池壽命，如果不做核對性放電，將無法核對蓄電池容量，也可能給蓄電池和直流系統的安全運行帶來負面影響。

2.3絕緣監察裝置存在問題

早期的微機絕緣監察巡檢裝置由于受直流系統接線方式的影響.絕緣監察裝置無法起到預期的作用，基本上還停留在母線報警階段.對于具體支路.絕大部分變電站仍需要采用支路斷電查找的方法來尋找接地點。對于微機型絕緣監察裝置目前現場應用的從原理來分可以分為交流注入低頻法和直流霍耳原理法，早期的絕緣監察裝置主要采取前者，而新近應用的絕緣監察裝置主要采用后者。另外針對電橋原理又分為平衡電橋和不平衡電橋原理，各有利弊。現場主要的絕緣監察裝置問題有裝置死機，插件損壞，插件燒毀等。

2.4直流系統接線及上下級配合等問題

2.4.1直流系統接線問題

直流系統饋電網絡設計主要有兩種供電方式即輻射供電和環形供電。以前的直流系統都采用環形供電方式，即直屏經空開上小母線，在下一級實現環網。環網結構雖然從表面上提高了可靠性，降低了設計成本，但實際上它也有很多缺點，特別是運行時間長了以后，容易產生更多的問題，主要有：環網結構相互干擾問題，主要指感應耦合和電容耦合；環網結構相互影響，一處短路可能造成整個環網結構短路，不利于有效斷開故障點；環網結構給空開熔絲上下級配合。

2.4.2直流空開熔絲上下級配合問題

直流回路中，熔斷器、空氣開關是直流系統各出線的過流和短路故障的保護元件，可作為饋線回路供電網絡斷開和隔離之用，如果選型、配置不當，可能導致失去直流電源致使斷路器不能跳閘切除故障，將事故擴大。因此應按《繼電保護反措》、《直流反措》、直流系統設計規程》對變電站直流上下級空開熔絲進行配合整定。

3.結語

綜上所述，可知變電站直流系統在運行期間會引發各種問題，而減少問題出現的重要措施就是加強維護，對直流系統進行實時監測，相關企業組織有關人員進行專門的管理，如果有些直流設備老化比較嚴重，要果斷更換，有些變電站建設時間比較長，應用的技術比較落后，基于此，還需要對其進行技術性的改造，此外，變電站應該向正規廠家購買蓄電池，在蓄電池應用之前應該做好實驗，實驗合格之后再使用。

【參考文獻】

[1]王曉梅.110kV及以下系統變電站直流系統的設計[J].電氣時代，2002（09）.

[2]林勇鋒.220kV變電站直流系統及其優化[J].上海電力，2003（01）.

[3]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，2004（17）.

[4]勞曉.110kV變電站直流系統的配置[J].通信電源技術，2006（01）.

[5]鄧小玉，丁宇.500kV變電站直流系統的配置和計算[J].廣東輸電與變電技術，2006（05）.