阳泉供电公司 山西阳泉 045000
摘要：变电站作为电网的重要枢纽，包括电气一次、二次及各种辅助单元，而直流系统是为变电站控制保护提供电源的重要单元。直流电源系统在变电站中属于一种电源设备，其能够为变电站的各类信号设备、自动装置、事故照明、逆变电源、断路器分、合闸操作及保护装置提供直流电源。直流电源系统运行的可靠性，对变电站的安全运行起着非常重要作用。因此，变电站在日常的维护工作中应当加强对直流电源的维护。
引言
直流电源的运行是一个独立运作的电源设备，在其运行过程中，不会受到其他设备的影响，即使在外部交流电源中断的情况下，直流电源系统可以有效保证继电保护、断路器动作、不间断电源、自动装置等正常运行。直流电源系统中蓄电池具有特殊的作用，正常运行时蓄电池处于浮充电状态时，当交流电源或者直流系统的充电机出现故障后，可以直接向直流电机、保护装置、自动化、事故照明系统、控制、通信以及电磁机构提供能量，以此来保障各种直流用电设备的正常运行。
1变电站直流系统运行分析
直流电压、电流数据是判断直流系统运行是否正常的依据。设备正常情况下充电模块电压243V左右，单体蓄电池在浮充状态运行下电压在13.50～13.80V之间，蓄电池组端电压在243V左右，这样保证了在站用交流停电或者充电模块故障时，设备能提供可靠的直流电源，否则蓄电池备用时间达不到要求。各变电站的直流负荷不大，电压在243V左右均能满足系统正常运行，但直流电源系统备用时间有时也取决于蓄电池容量与变电站负荷有关，比如蓄电池容量大、变电站负荷小，应急时间相对要长一点，所以平时做好直流系统维护至关重要。
2各变电站直流系统运行分析
2.1 蓄电池组运行电压
由18只12V蓄电池组构成的直流系统，正常运行时充电模块电压（也是HM母线电压）243V，单体蓄电池的平均电压为13.5V。一旦充电模块电压低于240V，则每只单体蓄电池的平均电压低于13.3V，在事故时电池放电容量达不到要求。
由104只2V蓄电池组构成的直流系统，正常运行时充电模块电压（也是KM母线电压）233V，每只电池电压的平均电压2.24V，如果充电模块电压低于230V，则每只单体蓄电池的平均电压低于2.21V，在事故时电池放电容量则达不到要求。
2.2 交流电源电压
保证变电站低压侧母线电压在正常运行水平非常重要，因为当10kV母线电压为10.5kV时，低压母线的正常运行电压为400V，相电压230V，如果低压侧母线电压过高，将会造成直流系统交流电源设备加速损坏，需要及时调整站用变压器分接头。
2.3 直流系統电流
变电站的直流电流都在4A以下，理论上只需要一个充电模块运行就能满足直流系统运行需要，通常情况下运行的是两个直流充电模块。这一数据与手册上电池容量选择计算以及一些文章统计分析有很大的不同，主要原因是新投运的变电站保护装置已实行微机化，信号指示、事故照明均已节能化，这就大大减小了直流系统设备的负荷，并延长了蓄电池组的使用寿命。
3 变电站直流电源系统的维护对策
3.1对于微机监控装置的运行状态研究以及相应的维护
（1）微机监控装置在正常工作过程中能够自动发出运行方式转换指令。对经过放电的蓄电池首先进行恒流限压充电，恒流充电结束之后，自动转为浮充充电，所进行的充电过程都会转为直流充电机的持续正常工作。在直流电源运行一个周期之后微机监控装置能够进行自动转换选择充电方式，从而保证蓄电池电量始终高于90%以上，当出现站用交流电源失去时能够满足重要直流负荷的电力供应。（2）微机监控装置在运行过程中，工作人员对监控装置中各运行状态进行观测，若出现不正常的运行工况，工作人员需要对相关程序及参数进行及时修改、调整。如参数修改之后仍不符合相应的运行要求，需要将直流电源设置为手动控制方式，将已经出现问题的微机监控装置关闭退出，由相关维修人员进行维修，在恢复正常之后才能再次使用。
3.2对于充电装置的运行状态分析以及维护
（1）充电装置正常运行中，工作人员应加强对充电装置运行状态的观察以及设备运行参数监测。监控所包含的内容主要有：工作过程中声音是否正是否有异常噪音出现；三相交流电源是否出现不平衡状态；直流输出值以及交流输入值显示及实测值是否正确或相符；各充电模块输出电流均衡状态；设备其他各项参数是否正常等。通过这些数据监控才能保证充电装置运行的稳定性。（2）充电装置的维护工作主要是每隔一段时间对充电模块进行除尘，以保证模块工作时的正常散热。除尘工作应将单个模块取出并在室外进行，不应将多个模块或所有模块同时取出。取出模块时应观察其他模块工作是否正常。除尘结束模块投运后应对充电装置工况进行观察，保证充电装置已转入稳定正常的状态。
4 提高直流系统运行可靠性建议
（1）在设计安装时正确选择直流系统的型号、规格、厂家。
（2）加强直流系统在线监测的应用研究和推广。目前蓄电池巡检仪技术日臻成熟，通过检测蓄电池放电曲线、蓄电池端电压、内阻、容量测试等运行状态，能有效判断蓄电池的运行状态。
（3）对于绝缘监测装置，应考虑使用在线式绝缘检查与便携式直流接地检测仪检查相结合方法，综合进行判断。
（4）运行管理。为保证各变电站直流系统运行的安全可靠性，延长蓄电池正常使用年限，降低运行费用，应强化以下几方面的管理工作。
①制度方面，建立健全直流系统运行管理标准，严格执行设备巡视检查及定期维护检测规定。
②定期开展技术培训，增强相关人员的理论水平和运行维护技能。
③加强直流系统运行数据监测分析，确保系统正常运行，发现问题及时报告处理。
5 直流系统蓄电池维护检测
1）蓄电池的运行管理是一个渐进和积累的过程，为保证蓄电池的长期正常使用，蓄电池检查人员需要每3个月进行单体蓄电池电压检测，每半年检测蓄电池内阻。定期检查蓄电池连接条是否有松动和腐蚀、蓄电池外壳和极柱的温度、蓄电池的壳盖有无变形和渗液，极柱、安全阀周围是否有渗液和酸雾逸出，并每半年重新拧紧一次连接条处螺栓。
2）定期进行蓄电池组核对性充放电实验，一般每两年进行一次，运行超过4 年后每年进行放电核对试验。
3）需定期检查蓄电池浮充电及直流系统运行电压。
4）每年至少进行一次直流熔丝、空开普查，保证空开级差和熔丝的合理分配。
5）在正常情况下，蓄电池的浮充电流只有0.03-0.04A左右，所需直流负荷不到1A，平均分配在各充电模块的输出电流就更小。
6）充电模块的配置一般按照3个方式配置，正常运行1个，其它备用，保证有一个充电模块故障后设备能正常工作。
结语
变电站直流系统运行中存在的问题很多，本文根据平时的工作实践，就设备运行现状与常见问题进行了分析和研究，希望能得到同行们的支持和指正，以期对直流系统的安全稳定运行有所帮助。
参考文献：
[1] 王成.关于变电站直流系统优化的思考[J].电子世界，2017（24）：105.
[2] 王中杰.变电站直流系统蓄电池组的运行和维护策略[J].中国设备工程，2018（18）：50-51.
[3] 张勇.变电站直流系统运行维护及对策[J].电工技术，2018（15）：91-92.
[4] 张新来，艾飞.110kV智能变电站直流电源系统配置优化研究[J].河北电力技术，2017，36（6）：25-28.