淺析發(fā)變電工程直流系統(tǒng)設(shè)計

李海亮 楊帥 王婧

【摘 ?要】變電站作為電網(wǎng)中非常重要的組成部分，在變電站運行過程中，其對直流系統(tǒng)作為運行的核心，所以需要確保其運行所需要的最大電壓，同時還要做好維護工作，確保直流系統(tǒng)運行的安全性。特別是在當(dāng)前變壓站運行管理工作中對直流系統(tǒng)的重視度不斷提升，這有效的改善了設(shè)備的狀況，但仍然需要加強直流系統(tǒng)的運行維護工作。文中從變電站直流系統(tǒng)概述入手，分析了直流系統(tǒng)存在的問題，并進一步對加強變電站直流系統(tǒng)運行維護管理提出了具體的建議。

【關(guān)鍵詞】變電站;直流系統(tǒng);運行維護;問題;措施

直流系統(tǒng)作為變電站的重要組成部分，做好直流系統(tǒng)的運行維護工作，可以有效的確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行。特別是當(dāng)前電力行業(yè)科技含量不斷增加，一些新技術(shù)和新設(shè)備都開始在直流系統(tǒng)中進行應(yīng)用，這對直流系統(tǒng)運行的安全性有了重要保障。所以針對直流系統(tǒng)中存在的問題進行分析，從而采取切實可行的管理措施，這對于直流系統(tǒng)的運行具有非常重要的意義。

1 變電站直流系統(tǒng)的構(gòu)成

變電站直流系統(tǒng)主要由充電裝置、蓄電池組、控制單元、直流饋電單元及監(jiān)測單元等組成，而這其中尤以充電裝置和蓄電池組為主，兩者并列運行。在直流系統(tǒng)日常運行過程中的作電都是由整流裝置進行提供，同時整流裝置還會以浮充方式對蓄電池進行供電。斷路器出現(xiàn)故障或是合閘時，則改由蓄電池組來提供電能。在直流系統(tǒng)中，其是利用環(huán)形供電結(jié)構(gòu)來對操作電流和合閘電流進行設(shè)計，這對于直流系統(tǒng)的可靠性起到了有效的保護作用。

2 直流系統(tǒng)存在的問題

2.1 充電機使用中存在的問題

（1）部分直流系統(tǒng)中由于中間繼電器整定值設(shè)計偏高，這就極易導(dǎo)致直流系統(tǒng)電壓告警問題發(fā)生，導(dǎo)致繼電器動作，從而直流電源被斷開，這種情況下只需要將中間繼電器的整定值進行調(diào)整后，即可一切恢復(fù)正常。

（2）直流系統(tǒng)運行過程中，充電機容易發(fā)生過充現(xiàn)象，這主要是由于在對充電機固有程序設(shè)定時，沒有將蓄電池個數(shù)與其進行合理搭配，從而導(dǎo)致蓄電池充電電壓過高的情況發(fā)生，導(dǎo)致蓄電池過充現(xiàn)象出現(xiàn)。另外在部分變電站內(nèi)，也存在著充分模塊失效的問題。

（3）核對性放電問題。由于變電站內(nèi)相控電源有可能會對運行中的設(shè)備造成過熱或是附加損耗，在這種情況下，最好的解決方法即是做核對性放電試驗，從而對蓄電池的容量進行核對，但這會影響到電池的壽命，但不試驗時，又會對蓄電池或是直流系統(tǒng)運行的安全帶來不利影響。

2.2 蓄電池存在的問題

蓄電池由于生產(chǎn)廠家、電池結(jié)構(gòu)、維護方法等都會存在一定的差異，再加之蓄電池個體差異的存在，所以實際運行過程中的蓄電池很容易出現(xiàn)提前失效的問題，部分蓄電池或是蓄電池組還會存在嚴重的電力不足，運行中放電等情況，從而導(dǎo)致蓄電池端電壓下降，極板硫酸鹽化現(xiàn)象加劇，從而導(dǎo)致蓄電池提前失效或是損壞。同時雜質(zhì)的存在也會對蓄電池的使用帶來較大的景程，導(dǎo)致端電壓偏低的蓄電池電力不足，端電壓下降等情況存在，從而導(dǎo)致蓄電池提前失效，會對蓄電池的壽命帶來嚴重的影響，無法有效的保障直流系統(tǒng)運行的安全。

2.3 絕緣監(jiān)察裝置存在的問題

直流系統(tǒng)由于運行環(huán)境較為復(fù)雜，發(fā)生一點接地的機率較大，雖然不會對運行帶來較大影響，但時間一長，對直流系統(tǒng)所帶來的危害還是十分嚴重的，所以需要安裝直流絕緣監(jiān)察裝置，從而有效的預(yù)防一點接地的發(fā)生。在變電站直流系統(tǒng)中，絕緣監(jiān)察裝置在運行過程中會存在死機、插片損壞等故障，導(dǎo)致絕緣監(jiān)察裝置無法有效的運行。在這種情況下，會對直流系統(tǒng)的運行的安全性產(chǎn)生一定的影響。同時，在變電站直流系統(tǒng)中，絕緣監(jiān)察裝置還存在著不能準確報警的情況。另外在絕緣監(jiān)察裝置運行時，還會受到直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲的影響，因為直流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲在下一級回路時會與小母線連接，從而形成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但由于絕緣監(jiān)察裝置采用的都是輻射型的檢測原理，這就導(dǎo)致其正常報警功能不會受到影響，但選線的正常性則無法有效的保證，不利于直流系統(tǒng)運行的安全性。

2.4 設(shè)備的故障檢查及問題處理

當(dāng)變電站在原因不明情況下出現(xiàn)停電事故時，在這種情況下，則需要立即對充電裝置的電流運行進行停止，以更于能夠有效的降低負荷。同時還要對蓄電池組的端電壓進行密切監(jiān)視，確保其不能低于放電終止電壓。當(dāng)其端電壓與放電終止電壓接近時，則需要及時轉(zhuǎn)移或是停用電池。在整個過程中要隨時檢查蓄電池的運行情況，同時還要對整個運行過程中進行正確的記錄，對于一些無法滿足使用要求的蓄電池則需要及時進行更換，有效的保證電壓的穩(wěn)定性。在對設(shè)備故障檢查時，如果無法有效的降低充電機的輸出電壓時，則需要使蓄電池處于放電的狀態(tài)下，確保檢查工作的安全性。

3 加強直流系統(tǒng)運行維護管理的建議

（1）變電站直流系統(tǒng)運行過程中，需要做好運行維護和管理工作，及時對直流系統(tǒng)電源運行的穩(wěn)定性進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，并對電源進行更換。高頻開關(guān)電源宜選用紋波系數(shù)較大的相控電源。

（2）為了能夠確保供電和充電的穩(wěn)定性，可以對變電站的直流系統(tǒng)設(shè)置兩臺整流裝置和一臺備用整流裝置。這樣任何一臺工作整流裝置出現(xiàn)故障退出時，備用整流裝置都能夠及時進行切換并代替其進行工作。同時還要設(shè)置兩組蓄電池來確保更好的保障直流系統(tǒng)的供電需求。

（3）對于直流系統(tǒng)在線監(jiān)測裝置，需要加快推動對其研究的力度，利用在線監(jiān)測裝置來對蓄電池的運行狀態(tài)進行準確判斷。為了確保絕緣監(jiān)察裝置具有可靠的性能，則需要利用便攜式直流接地檢測儀或是在線絕緣檢查的方法來對絕緣監(jiān)察裝置進行檢查，確保其穩(wěn)定、穩(wěn)定的運行。

（4）變電站綜合自動化改造中直流系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)改為輻射型網(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。

4 變電站綜合自動化發(fā)展的新動向

變電站的綜合自動化發(fā)展，使供電可靠性有了很大的提高，饋線自動化的發(fā)展進一步縮短故障停電時間，既在饋電線路上裝設(shè)電動開關(guān)，配置饋線終端設(shè)備FTU，對一些分支線路，還應(yīng)裝設(shè)故障指示器，并利用通信系統(tǒng)，向系統(tǒng)提供饋線運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)，執(zhí)行系統(tǒng)下達的饋線開關(guān)遙控操作命令非線性負載，電動機直接起動，不平衡負載，焊接設(shè)備以及家用電器設(shè)備增多，降低了電壓質(zhì)量。電壓質(zhì)量對現(xiàn)代電子設(shè)備及計算機系統(tǒng)影響極大。為此，提出系統(tǒng)應(yīng)對電壓進行連續(xù)測量和質(zhì)量分析，噪聲越限告警，同時要根據(jù)實際需要選擇不同的無功補償方式。集成化、智能化和綜合化是一發(fā)展趨勢。另外，變電站自動化系統(tǒng)作為一個龐大、復(fù)雜的、綜合性很高的系統(tǒng)性工程，包含眾多的設(shè)備和子系統(tǒng)，個功能、子系統(tǒng)之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián)，其本身及其所用技術(shù)又處于不斷發(fā)展之中，對任一家制造商而言，根本不可能包攬一切。

變電站綜合自動化系統(tǒng)采用全面解決方案，走系統(tǒng)集成之路，使得各種應(yīng)用之間可共享投資和運行費用，最大限度保護用戶原有的投資。

5 結(jié)束語

在直流系統(tǒng)運行過程中，需要充分的結(jié)合變電站的具體情況來確保直流系統(tǒng)運行的供電需求，同時還要制定有效的維護方法，有效的保證直流系統(tǒng)運行的可靠性和安全性，確保進一步提升變電站管理和運行維護水平。

參考文獻：

[1]黃素玲.高壓220kV 變電站直流系統(tǒng)的優(yōu)化改進[J].中國城市經(jīng)濟，2011（02）.

[2]王鵬洋.變電站直流系統(tǒng)蓄電池容量選擇探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011（21）.

（作者單位：國網(wǎng)山西省檢修公司）