直流系統(tǒng)維護探討

摘 要：該文簡單介紹番禺局的直流系統(tǒng)及接線方式，并結(jié)合番禺局的直流系統(tǒng)介紹了定期維護的工作內(nèi)容、方式、周期等，針對蓄電池、充電機等發(fā)現(xiàn)的問題，提出改進維護方法、方式及相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：蓄電池 充電機 絕緣監(jiān)察裝置 直流系統(tǒng)

中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）04（c）-0065-02

直流系統(tǒng)是電力生產(chǎn)中至關(guān)重要的組成部分之一，保證發(fā)電、輸配電系統(tǒng)中的一次設(shè)備安全穩(wěn)定運行。所以直流系統(tǒng)維護具有重要意義，該文結(jié)合番禺局的直流系統(tǒng)探討下直流系統(tǒng)的維護。

1 直流系統(tǒng)的簡介

直流系統(tǒng)是電力生產(chǎn)中至關(guān)重要的組成部分之一，可保證發(fā)電、輸配電系統(tǒng)中的一次設(shè)備安全、穩(wěn)定運行。當交流系統(tǒng)故障時，應(yīng)能保證及時消除故障并恢復(fù)供電和正常運行?，F(xiàn)年來大量新技術(shù)、新設(shè)備運用在直流系統(tǒng)中，包括智能型高頻開關(guān)充電裝置、微機型絕緣監(jiān)測裝置等，具有安全可靠組裝靈活，維護簡單，采用輻射網(wǎng)絡(luò)等特點。

從結(jié)構(gòu)上來看，直流系統(tǒng)通常由充電屏、饋電屏、電池屏組成。從電氣角度上來看，直流系統(tǒng)通常由充電設(shè)備、蓄電池（包括蓄電池巡檢裝置）、綜合監(jiān)控裝置、調(diào)壓裝置、進出饋線回路、絕緣監(jiān)測、信號指示回路等電氣單元組成。

2 番禺直流系統(tǒng)的常用接線方式

根據(jù)《廣州供電局變電站直流系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》直流系統(tǒng)的接線有以下要求：

（1）變電站直流系統(tǒng)從直流母線饋出供電網(wǎng)絡(luò)，宜采用輻射狀網(wǎng)絡(luò)供電。110 kV以上間隔配置兩路出線。

（2）斷路器按電壓等級環(huán)路供電，遵循控制和保護分開原則。環(huán)路的數(shù)目與該電壓等級的母線數(shù)相等，環(huán)路上的元件較多時可在環(huán)加裝分段刀閘。

（3）對10 kV開關(guān)室按每臺變壓器對應(yīng)的10 kV母線設(shè)置一個環(huán)路，并保證控制和保護分開?；芈房倲?shù)小于10時可只設(shè)一個環(huán)路。

（4）斷路器操作機構(gòu)宜由站內(nèi)交流電源供電。其動力電源由直流電源提供時，可按環(huán)路方式供電，一個電壓等級設(shè)置一個環(huán)路。

（5）番禺局的直流系統(tǒng)常用接線方式主要有2種。

控母和合母合一的接線方式。優(yōu)點：（a）控母與合母（蓄電池）直接連接，可靠性高。（b）無調(diào)壓裝置，充電裝置元件少，故障率低，易維護。（c）允許放電深度淺，蓄電池壽命長。（d）電池個數(shù)少，可少5.5%。缺點：（a）母線電壓變化大，蓄電池進行均充時，控母電壓接近允許上限值（即比額定電壓高10%）。（b）由于無調(diào)壓裝置，故適用于電壓變化小的蓄電池。（c）放電深度淺，放電時間短，要達到相同的放電量，則增加一級蓄電池容量。

控母和合母分開的接線方式。優(yōu)點：（a）放電時間長，即允許停電時間更長（b）由于調(diào)壓裝置，控母電壓變化小，能控制±3%以內(nèi)，適用于充放電時，電壓變化大的蓄電池。缺點：（a）由于控母電源從合母經(jīng)調(diào)壓裝置取得，調(diào)壓裝置發(fā)生故障，控母電壓將消失或過大，使設(shè)備控制失靈，或造成設(shè)備損壞等，可靠性差。（b）多了調(diào)壓裝置，使設(shè)備復(fù)雜，造價增加；（c）蓄電池個數(shù)多，造價提高；（d）放電深度深，壽命短。

3 直流系統(tǒng)維護方法

3.1 絕緣狀態(tài)

檢查正、負母線對地的絕緣值。運行中的直流母線對地絕緣電阻值應(yīng)不小于10 MΩ。若有接地現(xiàn)象，應(yīng)及時處理。

3.2 電壓及電流

運行中的直流電源裝置，運行人員主要監(jiān)視交流輸入電壓值、充電裝置輸出的電壓值和電流值、蓄電池組電壓值、直流母線電壓值、浮充電流值及絕緣電壓值等是否正常。

3.3 信號報警

檢查直流電源裝置上的信號燈、報警裝置：

a）直流電源裝置空載時，額定電壓為220 V，用25 kΩ電阻；額定電壓為110 V，用7 kΩ電阻；額定電壓為48 V，用1.7 kΩ電阻。分別使直流母線接地，應(yīng)發(fā)出聲光報警。

b）直流母線電壓為非整定值時，應(yīng)發(fā)出低壓或過壓信號及聲光報警。充電裝置的輸出電流為額定電流的105%～110%時，應(yīng)具有限流保護功能。

c）裝有微機型絕緣監(jiān)察儀的直流電源裝置，任一支路的絕緣狀態(tài)或接地都能監(jiān)測、顯示和報警。

d）遠方信號的顯示、監(jiān)測及報警應(yīng)正常。

3.4 自動裝置監(jiān)視

自動調(diào)壓裝置若不正常，啟動手動調(diào)壓裝置，退出自動調(diào)壓裝置，檢修。

若微機監(jiān)控器運行不正常應(yīng)退出運行，然后檢修。微機監(jiān)控器退出運行后，直流電源裝置仍能正常工作，運行參數(shù)現(xiàn)場進行調(diào)整。

3.5 直流斷路器及熔斷器監(jiān)視

運行中，若直流斷路器跳閘或者熔斷器熔斷，應(yīng)發(fā)出報警信號。應(yīng)盡快找出事故點，分析事故原因，立即處理和恢復(fù)運行。

若需更換直流斷路器或熔斷器，應(yīng)按圖紙設(shè)計的產(chǎn)品型號、額定電壓和額定電流選用。

3.6 操作方法

（1）查找直流接地點時，應(yīng)斷開直流熔斷器、直流斷路器或斷開專用端子對到直流熔斷器的連接。

（2）操作前，先停用由該直流熔斷器、直流斷路器或該專用端子對控制的所有保護裝置，在直流系統(tǒng)恢復(fù)后，恢復(fù)保護裝置運行。

（3）所有獨立的保護裝置應(yīng)設(shè)有直流電源斷電自動報警回路，并接入變電站自動化和集控系統(tǒng)。

3.7 閥控蓄電池運行中電壓偏差值及放電終止電壓應(yīng)符合規(guī)定（見表1）。

蓄電池放電后立即充電，以免容量不能恢復(fù)。放電電壓不得低于蓄電池終止電壓，避免深度放電。正常使用的電池不得打開安全閥。電池在進行串、并聯(lián)連接及裝卸時，應(yīng)防止電池短路，工具必須絕緣，螺栓須擰緊。測時做好絕緣措施。

新安裝或大修后的閥控蓄電池組，應(yīng)進行全核對性放電試驗，以后2～3年試驗一次，運行6年以上的應(yīng)每年試驗一次。

4 直流系統(tǒng)問題

下面結(jié)合番禺局的直流系統(tǒng)分析下直流系統(tǒng)的常見問題。

番禺局現(xiàn)運行的變電站共40個，在這40個直流系統(tǒng)中，有硅鏈調(diào)壓32個、無硅鏈調(diào)壓8個；使用220 V直流的23個、110 V直流的17個。全部都有監(jiān)控系統(tǒng)。

直流系統(tǒng)常見問題分為蓄電池、充電機以及其他三大類。

4.1 蓄電池維護發(fā)現(xiàn)的問題

目前投運的免維護蓄電池因廠家不同，維護方法和要求不同，蓄電池結(jié)構(gòu)不同，維護人員維護經(jīng)驗不足等原因，蓄電池失效現(xiàn)象時有發(fā)生，造成蓄電池個體甚至整組電池損壞，嚴重影響電網(wǎng)安全運行。蓄電池運行維護中的主要問題有：

（1）蓄電池出現(xiàn)爬酸爬堿現(xiàn)象，引起絕緣下降報警。

（2）蓄電池單體失效，現(xiàn)象有電池鼓肚、漏液等。

（3）部分變電站由于綜合原因造成蓄電池整體失效。由于蓄電池結(jié)構(gòu)及維護等問題在投運后短時間內(nèi)出現(xiàn)整體失效。

缺乏維護是閥控密封鉛酸蓄電池提前損壞的重要原因。閥控式鉛酸蓄電池推廣應(yīng)用時間短，運行維護人員對其特性了解不深只知道比開放式有免維護的優(yōu)點，誤認為不用維護。常年使用卻從不檢測，導致個別蓄電池損壞，從而引發(fā)整組蓄電池損壞的例子有不少。如果維護人員對蓄電池加以正常維護，應(yīng)不會損壞。

4.2 充電機維護發(fā)現(xiàn)的問題

（1）充電機電壓、電流的日常定值整定問題。維護檢查時發(fā)現(xiàn)充電機的日常定值沒有達到相關(guān)要求。充電裝置應(yīng)具有過流、過壓、欠壓、絕緣監(jiān)察、交流失壓、交流缺相等保護及聲光報警功能。其日常整定值見下表2。

（2）充電機固有程序設(shè)定與蓄電池個數(shù)搭配不當引起的蓄電池充電電壓過高，引起過充。如某變電站蓄電池固有52個，均充電壓卻固定整定為120 V，易引起蓄電池過充。

（3）充電機模塊失效現(xiàn)象。模塊失效的原因很多，檢查發(fā)現(xiàn)不少模塊失效的原因是由散熱器失效引起。這是由于部分廠家的散熱器隨模塊工作起就同時工作，運時間行長，加之生產(chǎn)制造工藝的缺陷，散熱器易老化從而失效。增加一個溫控器即可極大地延長散熱器以及充電模塊的使用壽命。

4.3 其他問題

（1）直流系統(tǒng)接線問題。按照《廣州供電局變電站直流系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》，變電站直流系統(tǒng)從直流母線饋出供電網(wǎng)絡(luò)，宜采用輻射狀網(wǎng)絡(luò)供電。不少絕緣監(jiān)察裝置在饋線屏采用輻射型，但到下一級回路又接上小母線，構(gòu)成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，而現(xiàn)場大部分絕緣監(jiān)察裝置都是采用輻射型檢測原理，造成接地時能報警卻無法正確選線。

（2）蓄電池沒有專用的蓄電池室，早期設(shè)計不合理，在主控室安裝蓄電池，一旦電池爆炸后果不堪設(shè)想。

（3）蓄電池數(shù)目過多，造成母線電壓過高。如使用110 V直流系統(tǒng)，卻安裝56個2 V的電池，造成母線電壓達115 V。

5 加強直流系統(tǒng)運行維護管理

（1）對無專用蓄電池室的變電站增加專用蓄電池室，并把蓄電池組遷往專用蓄電池室。

（2）結(jié)合變電站綜合自動化改造，改直流系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為輻射型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采取直流分屏方式，保證直流回路的完整清晰。對于未更改的變電站，希望通過普查找到解環(huán)點，便于今后改造和故障查找。

（3）散熱器無溫控系統(tǒng)的充電模塊，要增加溫控系統(tǒng)。

（4）蓄電池組要定期做好核對性放電。

（5）加強充電裝置的運行定值管理，按照相關(guān)要求整定好運行定值，并由專職人員核對及管理。

參考文獻

[1]董明，魏秉政.變電站直流系統(tǒng)運行現(xiàn)狀及存在問題分析[J].繼電器，2006（2）.

[2]林金秀.淺談直流系統(tǒng)中兩種典型接線的選擇[J].福建電力與電工，1999（12）.