摘要：直流设备是变电站的关键部件，对电力系统的安全可靠运行具有特别重要的意义。在正常运行和事故情况下，必须保证不间断供电，满足电压质量和供电能力的要求。为了保证直流系统的可靠供电，加强维护、检查和蓄电池维护，及时处理缺陷显得尤为重要。蓄电池是直流系统中不可缺少的设备，在变电站中有着广泛的应用。正常情况下，直流系统蓄电池处于浮充备用状态。当交流电源断开时，蓄电池迅速向事故负荷提供能量。例如，各种直流泵、应急照明、交流不间断电源、应急电源故障、断路器跳闸和合闸等，在应急电源故障时，还必须为控制、信号、自动装置、保护装置和通信负载供电。显然，在交流失电事故状态下，蓄电池应作为变电站的备用能源。
关键词：变电站；直流系统；运行维护
导言：变电站直流系统主要由蓄电池屏和直流充电屏（简称直流屏）组成。电池板是放置电池的柜子。里面的电池是由9到108个电池串联而成的。输出电压一般为220V或110V，直流屏由柜、整流模块、监控系统、绝缘监测单元、蓄电池检测单元、开关量检测单元、降压单元、配电单元组成。其功能是在正常情况下为变电所断路器提供开关直流电源；故障时为继电保护和自动装置、断路器跳闸和开关、载波通信提供工作直流电源，以及在厂站停电时由直流电动机驱动的辅机。它的正常与否直接影响着电力系统的安全可靠运行。
1变电站直流系统简介
随着无人值班变电站自动化程度的不断提高。为保证变电站各设备的正常运行，对变电站直流供电系统的可靠性提出了新的要求。交流系统是直流电源的能源。为了保证直流电源的稳定性，交流系统必须可靠、稳定地工作。
为什么变电站要使用直流系统？有四个优点：1）电压稳定性好，单极接地仍能运行。2）一个直流系统一般有两个交流输入和一组蓄电池，供电可靠性高。3）如果使用交流电源，当系统发生短路故障时，会因短路而降低电压，使二次控制电压也降低，严重时断路器不会因电压过低而断开。4）变电所运行电源直流选择：可逆电池。
2直流系统运行方式
直流系统主要通过直流小母线给二次控制屏内主变保护控制系统、35kV保护控制系统、10kV保护控制系统提供稳定可靠的直流电源。此外还给电脑自动化系统、微机五防、远程监控操作等系统提供电源。除了这些常规部分以外还通过交流逆变系统给一些必须要有可靠电源的附属系统提供持续可靠不间断的电源,如网络通讯、安防监控等等。
正常情况下,交流电源通过交流输入经过变压器输入至整流器,将交流电变成直流电,再经过滤波器进行滤波后向负荷输出直流电。此外也可以同时给蓄电池进行充电。通常情况下为了保证交流输入的稳定可靠,一般交流输入采用双回路同时输入,一主一备,双路之间可自动进行切换。当负荷输出增大,整流器输出不能满足需要时,蓄电池也同时进行供电。当两路交流电源同时出现故障造成停电(几率极小)、交流电源需要停电检修、整流器故障等情况时,只能由蓄电池向负荷进行供电。在这种情况下需要主要蓄电池的供电能力,在不能尽快恢复整流输出的情况下,可视站内的具体情况,酌情对部分负荷进行拉闸断电,以保证站内直流电源的可靠持续供应。当交流电源或整流器恢复正常后,又可通过整流器向负荷输出供电和向蓄电池充电。
逆变电源相当于是一个和直流系统共用蓄电池的UPS.在交流电源正常运行时通过旁路系统向负荷直接提供交流电源。当交流电源故障或人为停电时将蓄电池组内的直流电通过逆变系统转换为交流电后进行输出。同样在进行逆变输出时需要同时注意直流负荷和交流负荷,并根据蓄电池的供电能力进行相应的投切,保证重要负荷的供电。
3充电装置过热故障
直流系统主要通过直流小母线向主变保护控制系统、35kV保护控制系统和二次控制屏10kV保护控制系统提供稳定可靠的直流电源。此外，还为计算机自动化系统、微机五防系统、远程监控操作系统等提供电源，除这些常规部分外，交流变频系统还为一些必须有可靠电源的辅助系统提供连续可靠的电源，如网络通信、安全监控等。
正常情况下，交流电源通过变压器的交流输入输入到整流器，变压器将交流电源转换成直流电源，经滤波器滤波后输出到负载。另外，电池也可以同时充电。一般情况下，为了保证交流输入的稳定性和可靠性，一般交流输入采用双环同时输入，一主一备，两通道可自动切换。当负载输出增加，整流器输出不能满足要求时，电池也同时供电。当两台交流电源同时发生故障，导致电源故障（概率很小）时，交流电源需要停电检修、整流器故障等，只有蓄电池才能向负载供电。在这种情况下，需要主电池的电源容量。在整流输出不能尽快恢复的情况下，根据本站的具体情况，可适当切断部分负荷的电源，保证本站直流电源的可靠、连续供应。当交流电源或整流器恢复正常时，它可以向负载输出供电，并通过整流器给电池充电。
逆变电源相当于与直流系统共用电池的UPS。当交流电源正常工作时，通过旁路系统直接向负载提供交流电源。当交流电源发生故障或人为切断电源时，蓄电池中的直流电通过逆变系统转换成交流电输出。在进行逆变器输出时也要注意直流负载和交流负载同时进行，并根据蓄电池的供电容量进行相应的切换，以保证重要负载的供电。
4有效开展接地故障的处理工作
直流系统接地是直流系统常见的故障之一。如果直流系统发生接地，对直流系统的正常运行不会造成太大的影响，但会导致不接地极接地电压的升高。如果长时间处于这种运行状态，会导致两点接地，最后会带来短路问题。
绝缘监测模块：该装置的主要功能是监测交流磨合和母线环网检测、直流母线绝缘和直流支路绝缘。母线绝缘监测的原理是在设备或系统上安装平衡电阻，使正母线对地电压和负母线对地电压相同。如果正母线和负母线绝缘不好，平衡电阻就不平衡，使正母线对地和负母线对地电压不一致，通过转换将接地电阻转换。支路绝缘检测一般采用以下两种方法：首先，采用交流法进行工作，主要采用交流变压器。对于接地，主机需要向直流母线注入约7-15V和7-25Hz的交流信号，如果在接地支路的变压器中感应到电压，则此原理的主要缺点是支路会影响接地电容选线的准确性；此外，由于直流母线注入一个低频信号源，它会导致低频交流信号在直流母线上叠加，给保护带来一定的干扰。如果低频信号源短路，也会导致直流母线短路问题。其次，采用直流法，需要使用直流变压器来进行工作。每个变压器都有一个磁调制微伏放大电路。当有接地现象时，其直流变压器通过放大感测其电压，进入主机进行采集和处理，然后做出判断。该原理不需要在直流母线中注入一种信号源，在支路电容中，不会影响选线精度，属于较先进的检测原理形式。
绝缘故障排除方法：正常情况下分支接地时，绝缘检测能准确确定具体接地分支及相应电阻值。否则，检查设备平衡电阻设置是否正确，投入正常运行，绝缘检测CT是否正常。如果绝缘测试仍然找不到接地，可以采用以下方法：首先，通过划分直流系统，形成几个不相连的链路，即采用网络划分方法缩小实际搜索范围。其次，对于不重要的直流负荷和不可转换的调车，采用“瞬间停车法”（不大于3S）的形式，各车站还应结合车站情况确定牵引顺序；对于更重要的直流负荷，采用转换负荷法进行工作，以便更好地查明其调车带回路是否接地。最后，如果在接地点的母线上有一个非馈线支路，则需要采用分段排除的形式来确定报警的位置，主要是依次抽出充电模块；有效地断开各功能单元的连接和母线之间的保险丝；同时断开其电池的接入开关连接。
结束语
为直流电源监测装置的有效运行打下坚实的基础，做好蓄电池的运行和维护等工作。本文综合分析了变电站直流系统的运行情况，有效地探讨了变电站直流系统的实际运行维护要求，充分发挥变电站工作的优势，为电力工业的稳定发展打下坚实的基础。
参考文献
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