付殿晶 王福亮 顾杨
国网安徽省电力有限公司检修分公司 安徽 230000
摘要：直流设备是变电站的要害部件，对电力系统安全、可靠运行具有特殊重要性。在正常运行和事故情况下都必须保证不间断地供电，并满足电压品质和供电能力的要求。为保障直流系统可靠供电，加强对其维护、检查、电池保养及时处理缺陷就显得尤为重要。其中蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，这种电源广泛应用于变电站中。
关键词：变电站；直流系统改造；注意问题
1变电站直流系统概况
随着我国经济的快速发展，人们对电力的需求也越来越大。这使得变电站的直流在运行方面有很大的压力。目前，我国的变电站直流系统存在很大的薄弱环节，蓄电池性能下降时未能自动监测及时告警发现，部分变电站直流馈线屏上的直流馈线支路很少，无法满足保护装置、开关控制电源等按照辐射状接线的反措要求等，给设备的稳定运行埋下了隐患。因此，有必要对不满足运行要求的变电站直流系统进行改造，使其安全、平稳地运行。
2变电站直流系统现在存在的问题
2.1蓄电池的性能不佳
在变电站直流系统运行的过程中，蓄电池经常会出现失效问题。而蓄电池的失效问题会伤及电池，最终导致电网整个瘫痪，为供电带来了很大的麻烦。当然，不仅仅是蓄电池的结构不同会导致电池出现问题，还有电池的个体差异、种类差异、维护方法等也会使供电出现问题。
首先，蓄电池在运行的时候，电池中的硫酸铅会被电池阴极吸出，导致了阴极硫酸盐化。由于硫酸铅本身是绝缘体，所以硫酸铅的增多，会让电池里的内阻增多，随着时间的累积，这些阻力会影响电池的寿命[2]。
其次，由于蓄电池不是浑然一体的，是由一些个体差异比较大的电池组成的，所以在充电的过程会造成电压不稳定。而且如果电流没有控制准确的话，到后期会导致蓄电池的失控。
最后，如果由于运行环境原因导致电池自身内部产生的热量无法及时散出，那么温度过高情况下，电池的外部构造会遭到破坏，从而影响到蓄电池的性能。
2.2绝缘监察装置功能不够完善
部分变电站直流系统采用的绝缘监察装置的功能不完善，无法反映出精准的接地回路。而且有些变电站没有采用活动门，这样屏面上的仪表、信号等设备在后期不能灵活地更换和维护。
早期的绝缘监察装置没有交流窜入报警测记功能，不满足反措要求。
2.3与变电站自动化系统通信不可靠
部分变电站直流系统可能厂家出于成本因素，硬件配置低，运行过程中频繁出现与变电站自动化系统通信中断情况，对直流设备失去监视，影响了电网的安全稳定运行。
3直流系统接地查找方法
3．1利用绝缘监测装置判断
在安装设备时通常会直接将绝缘监测装置安装在直流母线上。当其处于正常运行状态下时，绝缘监测装置会以数字的形式显示出母线电压，并对直流系统正极和负极母线绝缘情况、母线的运行情况实时监测，并对接地故障进行报告。当前微机选线型直流绝缘监测装置在变电站中应用较为广泛，其不仅能够实时监测直流系统，而且能够对直流系统正负极和支路的对地绝缘状况等信息进行直接测量。应用绝缘监测装置时，在不切断直流回路负荷的情况下即能够寻找故障点。但当平衡桥电阻和切换电阻参数等设计中存在不合理情况时，直流系统正负极对地电压波动会较大，部分时候一点接地还会有误动作发生。
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3．2利用万用表测母线电压变化判断
直流系统接地故障发生时，需要将直流网络内的所有工作切断，并对接地点进行查找，避免引起两点接地的可能。这主要是因为直流系统发生单相接地时该项电压会降低，没有接地故障端会升高，因此当发生接地故障时，可以利用万用表来对母线电压进行测量，以此来对接地点进行判断。
3．3瞬时拉路法判断
在变电站直流接地故障查找时经常会利用到瞬时拉路法。这种方法是通过断开该回路的直流电源，停电时间通常不会超过三秒。针对负荷的重要程度，依法对直流屏所供应各回路直流负荷拉开。当切除其中某一回路时故障消失，则表明故障就位于该回路内。再利用拉路法来进一步对故障位于哪一支路进行判断。在运用瞬时拉路法来对故障进行判断时，由于需要断开各条支路，这必然会导致直流供电可靠性降低。一旦有重要负荷无法停电时，则需要考虑备用临时直流电源作为备用电源。当前二次系统十分复杂，而且变电站在施工或是扩建过程中还存在一些遗留问题，信号控制和保护回路区分不严格，甚至形成一些非正常闭环回路、寄生回路、同极二点接地及绝缘不良等情况，这就导致瞬时拉路法在对接地故障查找时难度增加。
3．4便携式直流接地故障定位装置定位法
便携式直流接地故障定位装置可带电查找直流接地故障，可以定位到具体的位置，提高了查找的工作效率，而且查找时安全性也有所保障。但在具体检测过程中这种方法存在检测精度不高的问题，也会有误报情况发生。
3．5根据运行方式、操作情况、气候影响等现场情况来判断
在实际变电运行过程中，当发生直流接地时，需要断开具体的电源，并对故障信号是否消除进行检查，重点针对容易发生接地故障部位及绝缘较差的位置进行查找，在实际故障查找过程中，需要有效的结合接路法和分路法，在对全部直流负荷全面检查完成后还没有查找具体故障点时，则要具体检查蓄电池、浮充装置、电压绝缘综合监测装置、直流母线等，通过瞬时拉开刀闸、邓下直流保险、断开直流总空开关等，这些操作完成后故障仍然存在时，即表明直流母线自身存在接地情况，立即对故障母线进行停电处理。
4直流系统改造施工步骤
利用临时电池组和充电机，搭建一个简易的临时直流电源系统。将旧直流系统馈线屏上的负荷逐个转移到临时电源系统，改由临时电源供电。断开旧直流屏交流输入电源，拆除旧直流系统屏柜。新直流屏就位，安装电池，连线，接入交流充电电源，调试正常，综自信号及遥测等核对正确。将临时电源上的负荷逐个恢复到新直流系统。检查各支路馈线极性正确，全站设备运行正常，无异常信号，新直流系统设备投入运行。
5直流系统改造注意事项
应将新直流系统设备进行临时组建，对新直流系统设备按相关的检验规程进行试验，确保新直流系统的充电装置、绝缘监测装置、蓄电池巡检装置、蓄电池组等设备都检验合格。笔者在直流系统改造前期对新设备进行检验时碰到蓄电池漏液、蓄电池容量不合格等问题。提前对新蓄电池组进行容量测试等检验时，应从正极开始逐个编号，且编号保持不变，确保每个蓄电池的开路电压、浮充电压、内阻、容量等试验数据在安装投运前后一一对应。改造前，应对临时直流系统的电池进行仔细检查，将电池充好电，测量其输出电压是否满足要求，确保临时电源系统的可靠性。由于一般的临时充电机只有一路交流输入电源，应提前将变电站的站用低压备用电源自投入功能进行试验，避免发生因失去交流电带来的各种问题。临时接线时，应考虑临时引线截面，各接头接触良好、牢固。直流馈电屏都有一路空开接到综自遥测，因此也应将临时电源系统接入综自遥测，以便运行值班人员在改造期间进行全过程直流电源监视。
结论
在当前电力系统运行过程中，变电站直流系统具有非常重要的作用，但直流系统运行过程中容易发生接地故障，而且导致故障发生的原因也较为复杂，因此在具体变电运行过程中，需要针对一些常见故障进行深入分析，以此来快速实现对故障的查找，并做好故障处理工作，确保变电站直流系统安全、稳定的运行。
参考文献：
［1］张大东，张金彪，张晓梅．发电厂“变电站直流系统接地的危害及查找”处理方法［J］．科技信息，2010．
［2］张新邦，王昌荣．扩建变电站中一起直流接地假象故障的分析与对策［J］．中国电业:技术版，2011(11)．
论文作者:付殿晶,王福亮,顾杨
论文发表刊物:《防护工程》2018年第10期
论文发表时间:2018/9/19
标签：变电站论文; 系统论文; 故障论文; 蓄电池论文; 母线论文; 装置论文; 电池论文; 《防护工程》2018年第10期论文;