變電站直流系統的運行與維護

無線局九一六臺 祁昌元

1.前言

社會大環境的發展是比較迅速的，為科學技術的發展提供了有效的環境，大量的新型技術新設備在直流系統中有所應用。所以分析直流系統在運行維護管理過程中存在的運行及維護問題很有必要。

2.直流系統設備狀況

我站為某行業內部自用的35kV變電站,直流系統包括交流輸入電源、變壓器、整流器、濾波器、蓄電池、逆變電源、充電裝置、直流輸出等主要部分構成。此外還包含一套直流系統所必須的直流電源監視裝置。蓄電池采用104塊2V（200AH），這樣的目的有利于在某一塊電池出現故障后不至于對整體電壓產生大的影響。負荷開關均為交直流空氣開關。

3.直流系統運行方式

直流系統主要通過直流小母線給二次控制屏內主變保護控制系統、35kV保護控制系統、10kV保護控制系統提供穩定可靠的直流電源。此外還給電腦自動化系統、微機五防、遠程監控操作等系統提供電源。除了這些常規部分以外還通過交流逆變系統給一些必須要有可靠電源的附屬系統提供持續可靠不間斷的電源，如網絡通訊、安防監控等等。

正常情況下，交流電源通過交流輸入經過變壓器輸入至整流器，將交流電變成直流電，再經過濾波器進行濾波后向負荷輸出直流電。此外也可以同時給蓄電池進行充電。通常情況下為了保證交流輸入的穩定可靠，一般交流輸入采用雙回路同時輸入，一主一備，雙路之間可自動進行切換。當負荷輸出增大，整流器輸出不能滿足需要時，蓄電池也同時進行供電。當兩路交流電源同時出現故障造成停電（幾率極小）、交流電源需要停電檢修、整流器故障等情況時，只能由蓄電池向負荷進行供電。在這種情況下需要主要蓄電池的供電能力，在不能盡快恢復整流輸出的情況下，可視站內的具體情況，酌情對部分負荷進行拉閘斷電，以保證站內直流電源的可靠持續供應。當交流電源或整流器恢復正常后，又可通過整流器向負荷輸出供電和向蓄電池充電。

逆變電源相當于是一個和直流系統共用蓄電池的UPS.在交流電源正常運行時通過旁路系統向負荷直接提供交流電源。當交流電源故障或人為停電時將蓄電池組內的直流電通過逆變系統轉換為交流電后進行輸出。同樣在進行逆變輸出時需要同時注意直流負荷和交流負荷，并根據蓄電池的供電能力進行相應的投切，保證重要負荷的供電。

4.直流電源監視裝置

我站直流電源監視裝置采用的DP01B智能直流電源監視裝置。該裝置可對直流電源系統進行計量、報警、狀態監視、事件記錄等。該裝置可以顯示整流器電壓電流，蓄電池電壓電流，溫度、放電容量、放電時間等一些關鍵數據。可以設定蓄電池放電容量、放電電壓以及放電終止電壓等。在進行充電時可以記錄充電電壓電流、充電容量、蓄電池溫升等一系列數據，也可以根據實際工作需要對這些數據進行設定，然后再根據設定的相應數據進行充電。此外該裝置還可以對整流器故障、負荷異常、直流接地等故障進行報警并記錄。從而極大的減少了運行人員對出現的故障進行判斷的時間。

5.蓄電池維護

我站直流系統使用的電池為密封鉛酸電池，該種類型的電池又被稱之為免維護電池，結合具體的工作實際，為了提升該種類型電池的使用壽命，保障放電的容量，需要定期做好充放電工作以及電池的日常維護工作。

5.1 就初始階段的充放電工作進行闡述

蓄電池內部發生化學反應是不可避免的，正是由于這些化學反應導致蓄電池有自身放電情況的產生，如果完成了安裝工作需要第一時間開展充電工作，當然這種操作需要在電壓恒定電流限制的情況下。充電工作完成之后需要做標準核容試驗，核試驗工作需要開展至少三次，如果這三次操作之后，電池的容量還是沒有達到既定的容量，一般控制的標準為90%，那么基本可以斷定這個電池的質量是不達標的，所以需要果斷棄掉。

5.2 浮充和均充

蓄電池組在正常運行的時候是采用浮充電方式進行的，將浮充電壓值控制在2.25V，切不可出現欠壓的情況，如果有欠壓現象發生，那么會直接影響電池的使用壽命，所以一定要有效的避免該種情況的發生，蓄電池一般在正常的狀態下使用的時候是不需要進行均衡充電操作的，但是在以下幾種情況下需要采取均充充電方式。任意一個電池的浮充電壓都在2.18v以下；在一組電池內，單體之間的浮充電壓差值在0.1V以上；如果遇到突發狀況要求放電后必須在最短的時間內對電池進行再次充電；對未進行均充滿三個月等。均衡充電的電池組退出運行的時候，需要保持均充時間在十小時以上。

5.3 蓄電池維護

定期對單體電池的端電壓以及外殼的溫度進行測量。一般每年都進行一次放電試驗操作，對電池組的容量進行檢驗。如果運行時間在三年內的電池需要每年進行放電容量為全容量的40%的放電試驗，如果電池的運行時間在三年以上，那么需要每年進行全核對性的放電試驗。當然在放電操作前需要進行均充操作，均充環節完成之后需要讓電池組保持八小時靜止，然后進行放電容量測試，如果達不到額定容量的80%，則認為電池已經沒有繼續使用的必要的，需要馬上更換。如果在一組電池中有其中一個電池的電壓不足，那么不需要牽動整體，只需要將這一只電池更換即可，對于電磁的端電壓做好測量工作，但是切記需要在運行狀態的時候進行測量，如果測出的輸出電壓在一定程度上有所降低，那么需要將蓄電池控制在放電狀態。充電過程需要控制好電池的溫度，當溫度在45攝氏度以上的時候，必須將充電工作停止，防止電池發生損壞。

6.接地故障處理

直流系統接地是直流系統多發的一種故障。直流系統一點接地并不影響直流系統的正常工作，但將使不接地極對地電壓升高，長時間運行易發展形成兩點接地，造成短路。如果存在直流系統接地的時候需要以比較快的速度進行接地點的尋找，當然找到目標之前需要做好監管工作，明確具體的接地狀態，為了節約尋找時間還需要將直流回路等問題考慮在內，判斷設備的運行狀態，一般的操作就是將直流系統分割開來，使得環路與回路是分離開來的，切斷反饋路的時候需要一一進行。查找直流系統接地時需要注意，將有關的保護裝置停用，必須消除故障點與一次設備安全距離不夠的情況。查找故障時，應二人以上進行，一人操作，一人監視，并做好安全監護工作。查找直流接地應盡量避免在高峰負荷時進行。

7.結語

綜上所述，本文結合35kV變電站直流系統的運行情況為例，探究了變電站直流系統的運行維護工作。分析了變電站直流系統運行方式，直流電源監視裝置運行，蓄電池運行維護工作，接地故障處理工作等，保障直流系統運行穩定可靠，充分發揮變電站的工作優勢，促進我們的事業又好又快的發展。

[1]董明,魏秉政.變電站直流系統運行現狀及存在問題分析[J].電力系統保護與控制,2006,34(3)：70-72.

[2]陳芳,蘆興,胡偉.淺議變電站直流系統運行維護的現狀和對策[J].中國電力教育,2009(S2)：296-297.

[3]陳韜,胡書琴.變電站直流系統接地故障的分析及對策[J].電力學報,2009,24(2)：145-146.

[4]隆成輝.變電站直流系統運行現狀及存在問題分析[J].工程技術：文摘版,2015：00110-00110.