變電站直流系統(tǒng)運行維護及故障處理

張翔 趙夕彤 高存陽

摘 要：變電站作為電力系統(tǒng)重要組成部分，其為我國居民生活和生產(chǎn)的重要能源供應(yīng)地，其是否能夠正常穩(wěn)定的運行將直接影響電力系統(tǒng)供電能力。因此，加強電力系統(tǒng)保護工作將變得尤為重要，文章將針對變電站直流系統(tǒng)運行維護和直流接地故障相關(guān)處理措施進行探討，為提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供重要支持。

關(guān)鍵詞：變電站;直流系統(tǒng);運行;維護

0 引言

直流系統(tǒng)作為變電站的重要組成，加強直流系統(tǒng)接地故障處理，構(gòu)建起安全、完善的直流系統(tǒng)電網(wǎng)，對于保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。伴隨著近年來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，直流系統(tǒng)技術(shù)和設(shè)備均有不同程度的提高，變電站的的運行和維護工作已經(jīng)成為了電力系統(tǒng)工作重點。電力系統(tǒng)的接地處理將會對電力系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生重要影響，本文針對電流系統(tǒng)的接地處理和維護措施進行討論，為促進電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供支持。

1直流系統(tǒng)的組成及各元件的作用

1.1直流系統(tǒng)的構(gòu)成

直流系統(tǒng)主要由兩大部份構(gòu)成，一個是直流充電屏，簡稱直流屏，另一個是蓄電池屏。直流屏主要由機柜、充電模塊、交流配電、直流饋電、配電監(jiān)控、監(jiān)控模塊、絕緣檢測儀、電池監(jiān)測儀、降壓單元、電壓顯示、電流顯示等組成。電池屏是指存放多個蓄電池組的機柜體，電池屏中的蓄電池組一般是由2—12V的多節(jié)蓄電池以串聯(lián)方式組成，對應(yīng)的直流輸出電壓為110V或220V。目前大部分新建變電所直流系統(tǒng)使用的蓄電池主要是閥控式密封免維護鉛酸蓄電池。

1.2直流系統(tǒng)各元件的作用

（1）充電模塊：是供給變電所直流負載的主要電源。平時充電模塊向直流負載供電的同時，以很小的電流向蓄電池進行浮充電，用來補償蓄電池的自放電，使蓄電池始終處于滿充狀態(tài)。

（2）蓄電池：是變電所直流系統(tǒng)的備用電源。正常情況下，變電所的直流負載是由充電裝置供電，蓄電池處于浮充電狀態(tài)，以補充蓄電池的自放電，處于備用狀態(tài)，當直流充電裝置失去交流電源或充電裝置故障，那么變電所的直流負載的供電就由蓄電池供給。一般變電所蓄電池配置的容量為300Ah，以30A電流放電，理論上計算可以放10個小時，以足夠的時間進行直流系統(tǒng)故障處理。

（3）絕緣監(jiān)察裝置：是監(jiān)察直流系統(tǒng)正極和負極電源對地絕緣情況的一套裝置。當直流正極或負極絕緣下降，某極對地電壓達到設(shè)定的整定值時，絕緣監(jiān)察裝置發(fā)出預(yù)告信號，便于運行值班人員檢查處理。

（4）電壓監(jiān)察裝置：是監(jiān)察直流母線電壓的一套裝置。當直流母線電壓高于或低于設(shè)定的整定值時（一般整定為直流母線電壓高于250V、低于170V），電壓監(jiān)察裝置發(fā)出“直流電壓過高”或“直流電壓過低”預(yù)告信號，便于運行值班人員及時調(diào)整直流母線電壓。

（5）直流母線：直流母線是匯集和分配直流電能的設(shè)備。充電裝置將輸出的直流電匯集到直流母線，再通過直流母線將電能分配到各個直流負載中去。

（6）閃光裝置：是反映斷路器與控制開關(guān)所對應(yīng)位置的一種信號裝置。當斷路器位置與控制開關(guān)不對應(yīng)時，發(fā)出紅燈或綠燈閃光，便于運行值班人員進行故障判斷。

（7）降壓模塊：是指降壓穩(wěn)壓的設(shè)備，調(diào)節(jié)控母電壓在設(shè)定范圍內(nèi)，目前使用比較廣泛的是降壓硅鏈。當合母電壓發(fā)生變化時，降壓硅鏈自動調(diào)節(jié)輸出電壓，保證輸出電壓穩(wěn)定。降壓硅鏈有5級降壓和七級降壓，電壓調(diào)節(jié)點都是3.5V，當合母電壓升高或下降3.5V時降壓硅鏈就自動調(diào)節(jié)穩(wěn)定控母電壓。

2變電所直流系統(tǒng)運行中存在的問題解析

2.1絕緣監(jiān)察裝置問題

絕緣監(jiān)察裝置在運行時，其運行穩(wěn)定性會受到直流系統(tǒng)的回路或接線方式等方面產(chǎn)生的影響。若直流系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將會阻礙絕緣監(jiān)察裝置的運行效果獲得提升，浪費較多的資源，因此需要獲得將其完善。絕緣監(jiān)察裝置在運行時，若出現(xiàn)異常狀況，將會使用母線進行報警，但更多的變電所都會以支路斷電的方式將接地地點明確。這就會造成絕緣監(jiān)察裝置出現(xiàn)死機、內(nèi)部零件損壞的情況發(fā)生，甚至?xí)﹄娏ο到y(tǒng)的安全運行造成重要危害。絕緣監(jiān)察裝置還會受到直流系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的影響，因此需要利用計算機信息技術(shù)，才能避免絕緣監(jiān)察裝置出現(xiàn)死機、內(nèi)部零件被損壞的情況。

2.2直流系統(tǒng)的接線問題

直流電的提供方式主要有環(huán)形和輻射供電兩種，以往變電所采用的供電方式一般是環(huán)形供電，能夠使成本消耗增加，并且使接線更加科學(xué)可靠。但是使用一段時間后，就容易出現(xiàn)問題，環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)會相互影響，如果出現(xiàn)故障其他設(shè)備都會受到影響，對于設(shè)備正常運行是極為不利的。并且這種供電方式還會影響故障點的檢測。還有直流回路上下級配合的問題，如今設(shè)計中很容易忽視上下級的配合問題，容易出現(xiàn)控制回路的問題。

2.3蓄電池問題

在直流系統(tǒng)的運行過程中，會應(yīng)用到的蓄電池類型較多，因此需要針對不同類型蓄電池采用高效、科學(xué)的維護措施，對檢修人員的專業(yè)技能水平提出了更高的要求。若不將蓄電池合理使用并進行良好維護，將會造成較大的安全隱患，降低直流系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性。蓄電池在運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)開路、開關(guān)問題，最終使主變開關(guān)發(fā)生跳閘。還會由于其他多種因素的影響，使蓄電池?zé)o法正常運行。

3變電所直流系統(tǒng)運行維護有效措施

3.1蓄電池正常運行方式與維護

蓄電池一般都采用“浮充電”方式運行。所謂“浮充電”運行，即蓄電池與充電設(shè)備并聯(lián)運行，負荷由硅整流充電設(shè)備供電，同時以很小的浮充電流向蓄電池充電，以補償蓄電池的自放電損耗，使電池處于充足電狀態(tài)。浮充電流必須經(jīng)常保持穩(wěn)定，當不具備自動穩(wěn)壓、穩(wěn)流條件時，浮充電流要加強監(jiān)視，并且隨時調(diào)整到正常值。同時注意防止電池的欠充和過充電，以免影響電池的壽命。長期過充電會造成極板有效物質(zhì)的剝落和電能損耗的增加;而長期欠充電，將使極板硫化，浮充電流的大小與電池的新舊質(zhì)量（自放電大?。┯嘘P(guān)。通常以單電池的浮充電電壓為2.15-2.2V作判別標準。為防止過充電，單只電池的浮充電電壓應(yīng)不超過2.2V，為防止欠充電，單只電池的浮充電電壓應(yīng)不低于2.1V。

3.2直流系統(tǒng)接地處理

保證操作的規(guī)范性，以保證處理直流接地故障的過程中的安全。為了縮小直流接地故障的查找范圍，采用分網(wǎng)法進行直流系統(tǒng)的劃分，所劃分部分之間并不存在直接的關(guān)聯(lián)，進而保證直流電源的正常運行，為直流系統(tǒng)提供有力的保障。根據(jù)直流負荷來確定需要轉(zhuǎn)移的分路，部分分路可以予以忽略，進而檢查直流系統(tǒng)接地故障，采取轉(zhuǎn)移負荷法，檢查該分根據(jù)直流系統(tǒng)運行情況，進而保證直流系統(tǒng)接地處理工作的順利進行，取直流熔絲、拉路查找儀表查找等工作需要進行規(guī)范化操作，以更加準確的尋找直接接地點，進而采取有效的措施予以處理，解決直流故障。建立完善的監(jiān)控系統(tǒng)。加強變電所直流系統(tǒng)運行的實時監(jiān)控，以有效預(yù)防直流系統(tǒng)接地故障的發(fā)生，并采取有效的保障措施，直流系統(tǒng)對于供用電的控制、保護和調(diào)節(jié)更加可靠，維護電力系統(tǒng)的運行安全。

3.3維護機械監(jiān)控設(shè)備

如果是大中型的變電所，必須有監(jiān)控設(shè)備，并對電力設(shè)備的運行進行隨時的監(jiān)控，一旦出現(xiàn)問題，能夠在最短的時間內(nèi)掌握故障出現(xiàn)的問題，并提出合適的方法進行處理。就如企業(yè)運行需要有監(jiān)管部門，保證企業(yè)能夠高效運行，并實現(xiàn)較高的社會價值。但是需要注意到，監(jiān)控設(shè)備不能會員工的威脅產(chǎn)生威脅，要依據(jù)相關(guān)的標準完善監(jiān)控設(shè)備，使其能夠正常運行。要對監(jiān)控設(shè)備進行維護，就需要有專業(yè)的人員進行，掌握維修的相關(guān)知識，及時發(fā)現(xiàn)問題并有效處理。

結(jié)語

為了確保變電所直流系統(tǒng)的正常運行，需要做好日常維護工作，加強監(jiān)控系統(tǒng)的運行效果，可以及時發(fā)現(xiàn)各種問題與故障，從而確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行。

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