變電站直流電源系統存在問題分析及改進措施

王婧

【摘 ?要】智能變電站直流電源系統優化是其應用工作的重要組成部分，研究其相關課題有著重要意義。本文首先對相關內容做了概述，分析了變電站直流電源系統運行中存在的問題，并結合相關實踐經驗，分別從多個角度與方面就其優化方法展開了研究，闡述了個人對此的幾點看法與認識，望有助于相關工作的實踐。

【關鍵詞】智能變電站;直流電源;系統;優化

1.直流電源系統概述

直流電源系統為繼電保護、設備自動化控制等提供必要的電力支持。在智能變電系統中，交流電與直流電并存，如圖1所示。在實際運作過程中，一旦設備發生故障，交流電源將會受到極大的限制，甚至是停止對設備供電，這時為了保證設備的正常運行，直流電源將會發揮重要作用，代替交流電源成為電力系統新的能源供給。電源系統的建設有以下要求：可以保證電力系統的正常運行或是穩定可靠;需要具備一定的蓄電能力，以保證在發生故障的情況之下，可以進行持續供電，維持供電系統進一步運行;系統或系統中設備的使用壽命需要達到設計要求。在滿足以上基本需求的同時，直流電源系統還應具有工作便捷、使用方便、經濟適用，以及占地面積較小、整體外觀結構緊湊等優點。

2.變電站直流電源系統運行中存在的問題

2.1直流電源系統絕緣監察裝置原因

變電站直流電源在使用中，需要使用較長的二次電纜進行連接，外部設施組成也較為復雜，外面部分受環境影響較大，如果處在潮濕區域，經過長時間的運行，電線表面就會出現一些腐蝕，雖然設備還能夠運行，但一些精細設備就會呈現功能不足的問題，元件靈敏度下降、工作效率不強的情況時有發生。只有全面保護好絕緣監察裝置，才能避免出現死機現象，有效保護全站系統直流電源，避免出現地址丟失的現象，而絕緣監察裝置在同一母線多路電源下降時不能及時發出報警，造成數據錯誤。系統直流電源的網絡拓撲對絕緣監察裝置是否正常運行造成直接的影響，很多絕緣監察裝置饋線屏使用的是輻射狀態，運行回路到下一站的時候，又接上了小母線，出現了環網結構，造成接地時不能自動檢測，選線就會出現錯誤。

2.2直流電源系統接線存在相關問題

變電站直流電源接線有著非常嚴格的規定，環網結構出現問題的幾率非常大，不利于快速排查故障點位置，這種現象多發生在老舊變電站和絕緣部分不靈敏的變電站。在直流空開熔絲級別上也會出現配合不力的現象，直流回路中的熔斷器、空氣開關是直流電源系統重要的元件，能夠成為饋線回路供電網絡斷開和間隔的輔助。熔絲或空開的級別需要做到良好的配置，按標準要求進行有效配置，才能得到優質選型，全面避免出現空開特性不同導致的級別差錯。

2.3充電機使用問題分析

充電機是重要的設備，在日常維護工作中，相關操作人員不能正確使用充電機，對工作原理與運行細節缺少必要的保護，更不能從技術專業層面理解充電機額定電壓數據，時常出現錯誤的操作，在全面了解性能與原理，才能通過正確操作完成指令，可以先行斷開交流電源輸入部分，然后再依次斷開充電機與電池之間線路，在保證電池不漏電的基礎上，完成各指令。多數變電站相控電源出現問題，都是自身原因導致的，一些不必要的損失就是在運行中發生的，造成電池和系統直流電源不能安全可靠運行，對電力正常供應形成障礙，影響了供電安全。一些變電站在設備安放上，較為隨意，不能合理進行擺放，特別是充電機和蓄電池的位置，放置不合理，導致操作起來不方便，還有一些設備安放在沒有通風口的地方，室內通風設備不完善，當放電出現高熱時，就會直接導致室內溫度超高，這時候，如果不能及時進行降溫處理，就會造危害到電池的使用壽命，使供電質量得不到保障。

3.智能變電站的直流電源系統優化方法

3.1直流電源系統的設備優化

（1）直流電源系統的蓄電池優化方法。智能變電站并不是單單使用一種類型的電流，而是交流電和直流電共存。與傳統意義上的常規變電站相比，智能變電站除了需要承受一部分直流負荷外，往往還需要承受一部分逆流負荷。如果在運作的過程中出現了直流失電現象，那么整個系統中會產生逆流負荷，這種逆流負荷對于蓄電池所造成的危害非常大，蓄電池選型時應加以考慮。實際運行中，需要考慮蓄電池的最大電流放電能力，并提升蓄電池的基本電容量。蓄電池電容量的提升并不是越大越好，過大的蓄電池電容量將會使整個直流電源系統的基本工作性能下降，通常在原有的標準電容量的基礎上提高一個等級即可。必要的情況之下，需要對蓄電池進行放電測量，測量的方法是將蓄電池置于事故放電情況之下，維持1h，然后對其進行10次發電沖擊，每次沖擊的時間為500ms，放電沖擊兩次之間的時間間隔為2s。在放電檢測過程中，系統中直流電源母線上的電壓數值不能低于實際標準數值的90%。對于110kV以上的變電站來說，因為其設備數量較多，所以可以配置兩個蓄電池構成蓄電池組，安裝兩個充電裝置構成電力雙充配置。而通信系統中的蓄電池應該單個布置。（2）直流電源系統的蓄電池輔助設備優化方法。蓄電池的相關檢測設備可以很好對蓄電池當前時段的電壓進行檢測，但是不能檢查蓄電池所具有的內阻大小，所以實際往往人工依靠一些特定的設備進行檢測。這在很大程度上增加了檢測環節的復雜性，所以對蓄電池的相關輔助設備同樣需要進行優化，主要是對輔助設備進行必要的更換，采用具有蓄電池內阻檢測功能的新輔助設備。其利用智能變電站系統的信息交換與實時傳輸功能，將檢測到的信息反饋給工作人員，使工作人員可以全面了解蓄電池的整體情況。

3.2直流系統接線的優化。直接電源系統優化過程中，需要對蓄電池進行供電，系統的穩定性勢必會受到影響，因此需要考慮其接線方法。需要對直流電源系統進行外接儲備蓄電池組的設計，并且在應用過程中增加外接蓄電池組的隔離措施。外接儲備蓄電池組不僅可以作為蓄電池檢測的系統保護裝置，還可以作為蓄電池組發生意外的備用設備，保證整個系統正常運行。

3.3直流系統負載的優化。根據國家電網的明確規定，對于220kV及以上的智能變電站系統來說，在設計的過程需要加入兩個蓄電池組，而110kV以下智能變電站系統只需配置一個蓄電池組即可。在直流電源系統的設計過程中，需要對其所應用到的相關設備進行認真考量，對設備的負荷要求進行限制，應優先選擇同種產品中的低能耗設備，以達到節能減排的目的。例如，系統中的事故顯示信號燈可以采用LED燈具，不僅可以節能減排，還能降低直流電源系統中蓄電池的負載，對于延長蓄電池的使用壽命與供電時間有十分重要的作用。

4.結束語

綜上所述，加強對智能變電站直流電源系統優化問題的研究分析，對于其良好應用效果的取得有著十分重要的意義，因此在今后的智能變電站直流電源系統應用過程中，應該加強對其關鍵環節與重點要素的重視程度，并注重其具體優化實施措施與方法的科學性。

參考文獻：

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（作者單位：國網山西電力檢修公司）