變電站直流系統(tǒng)的運行維護探析

（蕭山供電局,浙江杭州 311200）

變電站主要構(gòu)成之一是直流系統(tǒng)，建立直流系統(tǒng)可以使電網(wǎng)能夠安全地、穩(wěn)定地、持續(xù)地運轉(zhuǎn)。隨著時代飛速發(fā)展，科技不斷創(chuàng)新，直流系統(tǒng)里也引進了海量新型設(shè)備與新型技術(shù)。所以，在變電站中運行與維護直流系統(tǒng)變得十分重要。文中以蕭山供電局變電站直流系統(tǒng)實際情況為例，描述了直流系統(tǒng)的構(gòu)成與運行方式等問題，并就直流系統(tǒng)的運行維護方面的問題提出了一些措施。

一、確定運行方式

蕭山局現(xiàn)有9 個220 kV 變電站，均使用雙電雙充、單母線分段的直流系統(tǒng)。其中使用環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)為直流負荷，每一個環(huán)的電源分別與兩段母線相連。如下圖1 所示。

直流負荷屏輸出的電源普遍可以歸為七種，分別是110KV線路控制保護電源、110KV設(shè)備操作電源、10KV設(shè)備控制保護電源、10KV設(shè)備操作電源、主變控制保護電源、公用信號電源與遠動電源。采取兩段母線分列運行、直流負荷斷環(huán)運行的方式，能夠在最大程度上使直流系統(tǒng)安全可靠地運轉(zhuǎn)。為了避免兩套電源過長時間運轉(zhuǎn)，一般采用兩套充電電源各自帶動一部分直流負荷的方式，且讓兩段母線的直流負荷來維持一定的平衡運轉(zhuǎn)。具體直流系統(tǒng)在運行中的轉(zhuǎn)換方式有兩種：

（1）方式一：即一般情況下使用的正常運行。在I 段母線運行#1 充電裝置，在II 段母線運行，#2 充電裝置，母線的分段開關(guān)要置于分閘處；在I 段母線運行#1 蓄電池組，在II 段母線運行#2 蓄電池組。如此直流負荷可以平衡地分布于母線上。

（2）方式三：即當(dāng)變電站站用電交流電源均失壓時使用。在這個時候，應(yīng)該使#1、#2充電裝置組停止運行，#1、#2 蓄電池可以分別供I、II 段母線,其中#1 蓄電池組在I 段母線運行，#2 蓄電池組在II 段母線運行，母線分段的開關(guān)處于分閘位置，而直流負荷則是均衡地分布在兩段母線上的。

圖1 直流系統(tǒng)設(shè)備狀況示意圖

（3）方式三：即充電裝置或蓄電池組因故障而停止運行時使用。當(dāng)#2 充電裝置或#2 蓄電池組停止運行，#1 充電裝置和#1 蓄電池組在I 段母線運行，母線分段開關(guān)處于合閘位置，直流負荷均衡分布于兩段母線。

（4）方式四：即I 段直流母線由于故障停止運行時使用。此時#1 充電裝置和#1 蓄電池組必須停止運行，#2 充電裝置和#2 蓄電池組在II 段母線運行，母線的分段開關(guān)處于分閘位置，直流負荷均處于II 段直流母線上。(II 段母線退出運行時的操作，類推）

二、確定定值

充電裝置的主要設(shè)備有集中控制單元、交流配電單元、充電模塊、降壓單元、絕緣監(jiān)測單元等，當(dāng)中的充電模塊使用的是n+1 冗余模式。按照標(biāo)準，220V 的直流母線，其電壓的合格范圍在±10%之間，由于設(shè)置了硅堆降壓裝置，要加強報警的靈敏度，且高頻開關(guān)電源的充電裝置精度水平高，普遍設(shè)定當(dāng)直流母線的電壓超過±5%時就啟動報警裝置。同時，還可以設(shè)定當(dāng)正負電源對地電壓小于30 V 時啟動母線絕緣降低報警。

三、維護系統(tǒng)蓄電池

在實際情況中，各個廠家生產(chǎn)的蓄電池的結(jié)構(gòu)不盡相同，所以維護的方法與條件也會不太一致。 為了要確保蓄電池的放電容量，并且延長蓄電池的使用壽命，就一定要對蓄電池進行日常維護以及定期放電工作。

1 初始充放電

蓄電池會自動地放電是由于電池當(dāng)中含有化學(xué)因子，所以在安裝電池使之運行時，要即刻開始對蓄電池充電(恒壓限流)。在電壓為2.35V/只的情況下對電池充電，充電電流應(yīng)該維持在10A/100Ah 的額定容量內(nèi)，且通常充滿48 小時即可。對整個蓄電池組進行電力測試，測試條件為以電池的額定容量的10h 率電流恒流放電，以額定電壓的90%及10h 時間為結(jié)束 (例如當(dāng)100 A 時，放電電流為10 A)。若經(jīng)過三次檢驗之后，電池仍沒有充滿90%以上(新電池)，則該電池需要更換。

2 浮充和均充

閥控蓄電池組通常用以浮充電的方式正常運行，其中浮充的電壓值需要控制在2.25V/單體，如果電池沒有得到均勻地充電會影響電池的工作，所以應(yīng)該盡最大可能防止此類問題的產(chǎn)生。閥控蓄電池在一般使用時并不需要充電。碰到如下情況，則要進行和初始充電方式一樣的均充充電：在整個電池組中，單體之間的浮充電壓差值大于0.1V；其中一個電池的浮充電壓低于2.18V/單體；未進行均充達3 個月；突發(fā)事件之后需要對電池再次充電時。在進行均充的時候，電池組要退出運行，時間為10h。

3 使用后電池容量測試和維護

運行時間在三年之內(nèi)的蓄電池，每一年都要對電池進行放電，并要求達40%的總電量。運行時間在三年以上的電池要開展全部電量放電測試。在放電之前，電池要充滿電，若是均充之后，則應(yīng)使電池組完成8 小時靜止之后再開始放電容量測試。若一個電池組里存在個別電池不能工作的情況，允許更換個別電池，但新電池要先進行活化的過程。若一組電池大部分(占數(shù)量的1/3 以上)都不滿80%的額定容量，應(yīng)更換全部。此外，充電時電池溫度不得高于45℃，否則應(yīng)立即停止充電，也可以改為以浮充方式繼續(xù)，這樣可以起到保護電池的作用。

四、設(shè)備的故障檢查與處理

如果充電裝置正在運行，卻碰上變電站無故停電的情況，就要即刻停止電流的運行來使負荷減輕，還要注意不得使蓄電池組的端電壓比放電終止電壓更低。當(dāng)接近于放電終止電壓之時，須得停用或者是轉(zhuǎn)移電池。要有專門人員按時檢查蓄電池的實際使用情況，記錄在案，如發(fā)現(xiàn)有電壓超標(biāo)等不符合規(guī)范的電池就應(yīng)及時更換新電池。一般情況下電壓超標(biāo)的情況為超過平均電壓的±10%。在進行檢查的時候，充電機是不可以停止運行的，這時可以減低充電機的輸出電壓，確保蓄電池處于正好放電的狀態(tài)。

結(jié)語

用電與人們的日常生活息息相關(guān)，而直流系統(tǒng)又屬于變電站的核心構(gòu)成成分，因此關(guān)于變電站的直流系統(tǒng)的運行與維護問題應(yīng)該得到工作人員的重視。

[1]李均甫，張健能，任雪濤.淺談變電站直流系統(tǒng)運行維護的幾個問題[J].繼電器，2009.

[2]宮貴朝.白水峪電站直流系統(tǒng)改造[J].湖北水力發(fā)電，2011.

[3]李偉梁.變電站直流系統(tǒng)改造的討論[J].大眾科技，2009.