摘要：随着科技的发展，新技术和设备也不断地引入到直流系统中。电力变电站的功能在不断完善，同时给设备的运行维护带来了新的挑战。通过对运行中产生的问题进行分析研究，在直流系统的维护方面不断的改进优化，从而避免了大量人力和财力的开销，为变电站的长期安全稳定运行提供保障。
关键词：变电站；直流系统；故障；运行维护
一、变电站直流系统的基本构成及原理
在变电站当中，单母线分段为直流系统提供基础，从而对双电双充的运行模式加以实现，直流系统中应用的蓄电池一般是阀控铅酸形式。直流系统中主要包括蓄电池组、微机绝缘监测设备、高频开关电源整流模块等部分，在实际应用中，直流系统的管理方式为模块式，在各个功能模块中，利用监控系统对运行参数进行采集和测量，对直流系统的运行方式进行自动化的控制，从而能够有效地控制和管理直流系统。在我国大多数变电站中，利用智能高频开关电源充电设备作为直流系统的充电方式，过去的相控整流充电设备正在逐步被淘汰。在变电站当中，可以将直流系统当作独立运行的电源装置，将稳定的直流电源提供给变电站的各种用电设备。
二、变电站直流系统的常见问题
2.1环网故障
通常情况下，许多的变电站中所包含的两套供电直流系统都比较的独立，而在这两套系统中，接线和供电的方式是各不相同的，一旦接线出现问题，则会导致设备出现故障，会造成环路故障。两套独立供电直流系统一旦合环，就可能会产生严重的后果：①可能会造成发生火灾，合环经常会引发失火，不仅给供电系统带来严重的危害，还会影响沿线的建筑或者人民的生命安全；②可能会大大削弱蓄电池的性能，使其使用寿命大大降低，无形地增加了许多不必要的成本；③可能会引起相关设备的举动；④很可能因不同系统的正负极接地而造成同时报警。
2.2充电问题
变电站直流系统中另一个重要组成部分——充电机，变电站在实际运行中，工作人员常会忽视维护和保养充电机，导致充电机电压整定不合理，并且受到变电站系统相控电源的影响，造成充电机产生较大损耗，内部元器件温度持续升高，甚至烧坏充电机，影响充电机的使用寿命和变电站直流系统的运行状态。
2.3蓄电池问题
直流设备在变电站中分布的十分广泛，且数量较多，基于此，蓄电池组的重要性就凸显出来了。一般来说，蓄电池组是一种备用的应急电源，在偶尔的失电情况出现，蓄电池组也能够作为应急电源。一般来说，没有故障的情况下，蓄电池组都处于充电状态，一旦维护保养的不科学，就无法保证直流电源的稳定性。
当前最大的问题就是因为各种原因导致蓄电池组的使用寿命大大降低，从而影响直流电源的稳定性。蓄电池组常出现的问题一般包括：蓄电池组由多个蓄电池组成，每一个蓄电池的容量和其他规格不可能完全一致，这就会出现充电不平均的情况出现，损伤寿命；蓄电池组其实是一个串联的整体，只要有一台蓄电池容量下降，整组的容量都无法保证；蓄电池组蓄电池数量较多，理论上每年都需要深度放电来检测容量，但是这项工作极其繁琐，导致很多地方该制度成为一纸空文。
三、电力变电站直流系统运行维护措施
3.1带无线数据传输功能的蓄电池过充控制器
本装置采用最新无线通信技术，通过主控设备设置均衡电压，通过高精度的电压采样和设置值的对比，自动控制恒流源，装置使用时可在整组蓄电池中开辟另一条充电的恒流通道，对流经每个单体电池的充电电流路径进行改变，从而使得不同性能差异的电池都达到良好的充电状态，最终实现将整组蓄电池做一次全优化处理。
在主控设备中可以查看所有蓄电池的充放电历史数据，数据可导出至转换软件生成报表并分析均衡效果，达到提高变电站维护人员工作效率和延长蓄电池使用寿命的目的。
3.2定期核查蓄电池容量
按照一些电网公司的相关规定，蓄电池组在运行的过程当中，必须要按一定的时间限制来进行维护、保养、考查。同时工作人员对于放电实验也是不可马虎忽视，如果说蓄电池的容量已经在一定的范围内出现了变化，那么就需要重复进行相关试验。在试验符合标准的前提下，蓄电池如果已经超出了其使用的标准，那么就必须要进行蓄电池撤下，然后换新。在直流系统当中，如果蓄电池和直流的电线是并联在一起的，那么就可以使系统在发生电力问题的时候有一定的保障和准备，因此临时替换是免不了的。分布式直流电源每隔一段时间就需要对其进行程序的全面启动。
3.3直流对地故障定位设计
为了能够检测直流系统中正负母线在绝缘情况下的工作状态，电力系统中通常是在每一段直流母线配置一个绝缘监查设备，采用回路的方法对直流系统故障进行检测。但此类方法也存在弊端，当接地故障发生时，设备只能探测到大致的区间范围，却无法精准的定位具体位置。通过万用表测量直流母线的正负极电压来判断是否存在不统一的情况，由此寻找到故障的详细位置。本文从维护的便利性和查找的安全性角度出发，设计了直流接地装置。其最大的优势在于：可以在带电的情况下定位查找到直流接地故障位置，基于信号注入法的查找原理可分为以下3步：1）在系统的直流正负母线上施加一股低频交流电压；2）利用交流电的互感器件，来检测其余回路上的交流电的大小和相位信息；3）以检测到的信号作为判别依据，来寻找系统的故障位置。为了提高检测的精度和抗分布电容的干扰能力，本文设计还将接地的直流馈线旁路切换为正常的系统，通过是否发生接地转移的现象来判断故障。
3.4均衡装置的应用
本装置ARM主控制器采用STM32F101系列处理器，专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计，ARM32位Cortex-M3CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。单周期乘法和硬件除法，片上集成32～512kB的Flash存储器、6～64kB的SRAM存储器。时钟、复位和电源管理：2.0～3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。上电复位（POR）、掉电复位（PDR）和可编程的电压探测器（PVD），4～16MHz的晶振，内嵌出厂前调校的8MHzRC振荡电路，内部40kHz的RC振荡电路，用于CPU时钟的PLL，带校准用于RTC的32kHz的晶振。电源芯片采用LT1615，它是采用5引脚SOT-23封装的微功率DC/DC转换器。LT1615专为具有350mA电流限制和1.2～15V输入电压范围的较高功率系统而设计，在没有负载时，两个器件的静态电流均仅为20μA，在停机时则进一步减少到0.5μA。电流限制、固定关闭时间控制方案保存工作电流，使得器件在很宽的负载电流范围内具有很高的效率。由于具有36V开关，利用简单的升压拓扑结构就能轻而易举地产生高达34V的高电压输出，而无需采用昂贵的变压器。LT1615的400ns低关闭时间允许用户采用微型电感和电容器，从而在对空间敏感的便携式应用中，将器件的电路板占位面积和系统成本降至最小。
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：
[1]高涵冰，徐景升.有关变电站直流系统中蓄电池的检测和维护问题思考与探讨[J].中国电子商务，2018（3）
[2]刘茜.张洪星.变电站直流系统的运行与维护研究[J].电源技术应用,2018,(01)