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摘要：本文阐述了直流系统的定义，我们结合直流系统运行中存在的问题的分析，提出了要加强变电站直流系统管理规范，重视直流系统维护保养工作，科学进行直流系统接线工作等变电站直流系统运行的改进策略。
关键词：变电站；直流系统；运行；改进策略
引言
直流系统是变电站稳定而有效运行的重要设备。在变电站直流系统出现故障失灵时，会产生强大的短路电流，烧坏变电站的相关电气设备，造成重大的安全隐患。因此，对变电站直流系统运行中的诸多问题进行研究，加强直流系统的维护与管理，具有重要意义。
1直流系统的定义
直流系统是独立的电源，在断电时，直流系统不受断电影响，为所有使用直流设备单位提供紧急电源，是电力系统正常运行的重要保障，亦是整个变电站的核心所在。直流系统是由整流模块系统、监控系统、绝缘监测单元、电池巡检单元、开关量检测单元、降压单元、配电单元共同组成的。由于直流系统广泛应用于发电厂、变电站、通讯部门及医院等重要单位，因此直流系统是否能够能够稳定运行，影响着在断电时直流系统是否能够及时为信号设备、事故照明、保护装置等提供电源。
2 直流系统运行中存在的问题
从近年来直流系统发现问题及可能对运行设备造成的影响主要分为:
2.1 蓄电池维护存在问题
对于目前投运的免维护蓄电池因为厂家种类较多,维护方法和要求不同,蓄电池结构不同,个体存在差异,维护人员对蓄电池的维护经验不足等原因,蓄电池的早期失效现象时有发生,造成蓄电池个体甚至整组电池的损坏,给电网的安全运行造成严重的影响。蓄电池运行中发现的主要问题有:
1)蓄电池开路造成开关无法合闸。2015年12月,110kV某变电站10kV线路故障,开关拒动,越级到主变开关跳闸,引起站用变失电。运行人员操作合10kV馈线开关时,开关合不上,并且发现全站直流系统失压,经过检查发现#4蓄电池开路,更换#4电池后,直流系统恢复正常运行。2)蓄电池出现爬酸爬碱现象,引起绝缘下降报警。3)部分变电站蓄电池出现单体失效,主要现象有电池鼓肚、漏液等。4)部分变电站由于综合原因造成蓄电池整体失效。由于蓄电池单体差异、蓄电池结构及维护等问题在投运时间不长的情况下,出现了整体失效,具体现象为在站用变停电后,在较短时间内出现蓄电池电压降到告警电压198V,电池已基本报废。阀控铅酸免维护蓄电池(以下简称VRLA)容量落后原因分析:
在投入运行不久的VRLA蓄电池中,往往会出现一只或几只蓄电池的容量明显落后于其他蓄电池,从而导致整组蓄电池的性能恶化,VRLA蓄电池中产生容量落后主要原因概括为:a.由于失水速率的差异导致容量落后电池的产生。b.杂质对容量落后电池的影响。如果VRLA蓄电池中存在Cu、Fe、Co等杂质会使负极偏离其平衡电极电位而趋正,从而导致该蓄电池在浮充运行时端电压偏低。端电压偏低的蓄电池充电不足,经过几次深度充放电就更加充不足,从而导致蓄电池端电压下降。加剧了极板硫酸盐化,负极易产生硫酸铅的累积使蓄电池过早失效。c.生产过程中,制造精度对落后电池的影响。在生产过程中,由于制造过程的离散性导致各蓄电池在容量上的差异。过放电后,蓄电池的正极板栅表面常形成致密的硫酸铅阻挡层,电池内阻急剧升高,使得蓄电池再充电时,充电电压迅速上升,造成电池充电不足,在下一次放电深度更深时,回充时该电池充电更加不足,如此恶性循环,最终将导致蓄电池寿命提前中止,从而造成整组蓄电池无法正常工作。5)维护原因造成蓄电池早期容量损失。缺乏维护是阀控密封铅酸蓄电池提前损坏的重要原因。阀控式铅酸蓄电池在我国的推广应用只有十几年,不少运行维护人员对其特性并不十分了解,只知道比开放式有免维护的优点,误认为不用维护,这是错误的。常年使用却从不检测,而导致个别蓄电池损坏,从而引发整组蓄电池损坏的例子有不少,如果维护人员懂得蓄电池使用维护常识,并加以正常维护,本该是不会早期损坏的。
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阀控密封铅酸蓄电池的免维护是指不需要进行经常添加电解液的维护工作。其他的维护工作仍是必须的。主要包括:初次使用需要充电16～20h以上;事故放电后须在短时间内再充电;定期检查充足电状态的电池端电压,定期对蓄电池进行均衡充电(3～6月);定期进行核对性放电,对长期闲置不用的电池也要定期充电。
2.2 绝缘监察装置存在问题
早期的微机绝缘监察巡检装置由于受直流系统接线方式的影响,绝缘监察装置无法起到预期的作用,基本上还停留在母线报警阶段,对于具体支路,绝大部分变电站仍需要采用支路断电查找的方法来寻找接地点。现场主要的绝缘监察装置问题有装置死机、插件损坏、插件烧毁等。部分绝缘监察装置死机造成全站直流系统失去地点。
2.3 充电机使用中存在的问题
1)充电机固有程序设定与蓄电池个数搭配不当引起的蓄电池充电电压过高,引起过充。如某变电站蓄电池固有102个,均充电压却固定整定为245V,容易引起蓄电池过充。2)部分变电站出现充电机模块失效现象。4)部分变电站的相控电源由于自身原因(纹波系数较大),可能对运行中的设备造成过热及其他附加损耗的问题。
3变电站直流系统运行的改进策略
3.1 加强变电站直流系统管理规范
由于操作人员在操作时造成的失误、自身对直流系统的忽视或维修技术不熟练，导致变电站直流系统的运行时常出现故障，由此可见，在变电站直流系统工作中，出台相对科学合理管理制度的重要性。为促进变电站直流系统的良好运行，应根据国家在电力行业相关的法律法规，制定变电站岗位职责规范、管理安全措施、运行管理、技术管理等相关规范制度。如:变电站岗位职责规范，应根据员工日常工作而制定，各岗位应在什么时间做什么工作，工作内容是什么，都要详细地制定其中，使工作人员有章可循。再例如技术管理规范，应根据技术人员的技术水平工作安排，变电站的直流系统维护与维修处处离不开技术人员，此时技术人员的玩忽职守，会造成变电站直流系统的瘫痪。综上所述，以强制性制度，规范员工的日常工作能够有效的使变电所直流系统保证良好的运行。
3.2 重视直流系统维护保养工作
变电站直流系统在正常运行时，由充电机为变电站提供直流电源，发生断电故障时蓄电池才会为变电站提供直流电源，因此变电站选择质量一流的充电机是蓄电池运行的保障，与此同时充电机日常维护工作是必不可少的。充电机在日常保养维护时，维护人员需定期检查以下几点:①充电机运行时设备声音是否正常。②在电压输入或输出时，充电电流值是否在规定范围内。蓄电池亦是维护的重点，维护人员需定期检查以下几点:①蓄电池外观是否保持完整。②对蓄电池端电压进行测试。③控制蓄电池的温度。④保持蓄电池室长期处于通风状态。
3.3 科学进行直流系统接线工作
由于直流系统分布面积较为广泛，因此电缆较常外露部分较多，容易因外界因素受到腐蚀，造成直流接地。产生直流接地的几点因素:①由于线路材料因素。例如绝缘材料的不合格、线路陈旧出现严重的老化的现象或出现严重的磨损、压伤、砸伤等情况易产生直流接地。②由于外部环境因素。例如电源设备受潮或接地盒因雨漏水等情况易产生直流接地现象。③由于设备外部因素的侵入。例如:蚂蚁、蟑螂等动物，爬入带电回路或细小零件掉落在元件上等情况易出现直流接地。直流接地会造成短路或跳闸等情况，是妨碍变电站直流系统运行的因素之一。在进行接线工作时，要注意以下几点问题:①充电母线的问题。②主母线的问题。③分电柜母线的问题。④柜顶小母线的问题。以充电母线为例，从电流的分布来考虑，应尽量缩短充电母线、充放电设备、蓄电池的距离，就某些方面而言，它们即可接电流母线，又可独立工作。在设置充电母线时若层架蓄电池的保护级差便是错误的。接线工作关系着整个变电站直流系统的运行，在接线时一定要运用科学有效的方式方法。
4 结语
总而言之，为了确保电网安全稳定的运行，务必要确保直流系统的安全稳定，在变电站的日常运行中，要通过监控系统对直流系统的运行及维护加强控制与管理，以便及时发现问题，能够及时采取有效措施进行相应处理，从而有效确保变电站直流系统的安全稳定运行。
参考文献
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论文作者:王安龙,陈崇阳,李婵
论文发表刊物:《电力设备》2016年第23期
论文发表时间:2017/1/17
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