摘 要：变电站的各种保护、自动装置、开关控制、信号报警等，都需要有稳定的电源供给。在电力工程中，由于直流电源系统选型和设计不合理及缺乏正常运行而导致的系统故障、设备损坏、事故范围扩大等事故屡有发生，所以在工作中，对直流系统的设计和选型必须给予高度重视，避免造成不必要的损失和事故。
变电站直流系统主要由四个部分组成，即交流供电单元、直流充电单元、电池单元和直流馈线单元，主要采用3台充电、浮充电装置，两组蓄电池组的供电方式。每组蓄电池和充电机应分别接于一段直流母线上，第三台充电装置（备用充电装置）可在两段母线之间切换。
关键词：直流充电机；蓄电池；运行维护；选型。
1 变电站直流系统的主要组成
变电站直流系统主要由四个部分组成，即交流供电单元、直流充电单元、电池单元和直流馈线单元。它们组成了一个庞大的直流电源供电网络，为继电保护装置、自动化装置、断路器的跳合闸、信号报警系统以及通讯设施等提供了一个安全稳定可靠的工作电源。
1.1 交流供电单元
交流供电单元的主要作用是给直流系统提供稳定的交流电输入，是指对直流屏内交流进线进行检测、自动或自复的电气/机械连锁装置。
1.2 直流充电单元
直流充电单元主要是将交流电经整流处理后输出直流电，给直流母线提供直流电源，同时给蓄电池组提供浮充电流，以保证蓄电池组始终处于浮充电状态。直流充电装置由多个高频开关整流模块并联组成，一般采用N+1冗余方式配置。
1.3 蓄电池单元
蓄电池单元是直流系统的备用电源，正常情况下，直流电源是由充电装置供电的，蓄电池组处于备用状态。但当交流供电中断或直流充电单元故障后，蓄电池能不带时限的提供直流电源，短时间的为直流母线提供稳定的直流电，以保证各保护装置电源不失电、重要设备的操作电源不失去。
1.4 直流馈线单元
直流馈线单元主要作用是反馈监控直流系统的运行信息，主要组成部分为监控装置、绝缘检测装置、直流母线和各直流分支馈线。
2 变电站直流系统的配置和接线方式
2.1直流系统的配置方案
目前变电站的线路和变压器保护等都采用双重化配置，从保护配置、直流操作电源，直到断路器的跳闸线圈都按双重化原则配置，这就要求直流电源应满足各类负荷的双重化配置要求。所以变电站直流系统应采用3台充电、浮充电装置，两组蓄电池组的供电方式。每组蓄电池和充电机应分别接于一段直流母线上，第三台充电装置（备用充电装置）可在两段母线之间切换，任一工作充电装置退出运行时，手动投入第三台充电装置。
2.2 直流系统的接线方式及运行注意事项
（1）直流系统的主接线方式
变电站常用的直流系统接线方式采用互联式单母接线，该种接线适用于两组蓄电池的直流系统，每段直流母线接一组蓄电池、一套浮充电装置，正常情况下，两段母线分列运行，整个直流系统分成没有电气联系的两段母线分段运行，每段母线接一组蓄电池和一套充电装置，备用充电装置通过双投开关及充电母线分别接入直流Ⅰ段和直流Ⅱ段，作为两套充电装置的备用电源。母线之间配置联络开关，当一组蓄电池因故退出运行时，合上分段联络隔离开关或熔断器，两段直流母线的直流负荷由另一组蓄电池供电。
（2）变电站直流系统馈线网络的选择
目前变电站直流系统馈线网络主要采用辐射状供电方式，辐射形供电方式是以直流屏上面的直流母线为中心，直接向各用电负荷供电的一种供电方式，即每个设备均直接从直流馈电屏获取电源，这样当某一设备或某一支路出线故障时，不至于影响到整个系统。
3 变电站直流系统在配置和运行中需要注意的问题
3.1 交流电源的选择
为提高交流电源的可靠性，每个充电装置应设置两个交流电源，两路电源还应具有自动切换功能，正常运行时，一路做为主电源，一路做为备用电源，当一路交流电源失去时能自动切换至另一路交流电源供电。两路交流电源应取自不同的两段交流母线上，不能取自同一段母线上，以防止交流母线故障失压后两个交流电源同时失去，造成直流系统长时间失去交流电源。
3.2 充电装置的性能和维护
3.2.1 整流模块
目前的充电装置主要采用高频开关模块整流，它将交流电压经高频开关模块整流后变成高质量、稳定的直流电压输出。每个整流模块都并联配置，各模块承受的电流能做到自动均分负荷，单个模块退出运行时不影响充电装置的正常电压输出，维护、更换或者扩容都比较方便。
（1）整流模块的日常运行维护
日常需检查模块工作状态，如：单个模块的输出电压、负载电流量，冷却风扇运行正常；无过压和过流信号，没有故障报警信号；冷却风扇的运行情况、整流模块的温度；模块与监控系统通讯是否正常等。另外日常维护主要是对整流模块进行清扫和除尘，防止模块积灰，保证冷却风扇运行正常，散热正常，防止整流模块的元件过热损坏。
3.3 蓄电池选型和维护
（1）蓄电池的选型
对于电力系统来说，电力系统的断路器操作频繁，故一般选用铅酸蓄电池。现在的直流系统中广泛采用阀控式密封铅酸蓄电池组。阀控式密封铅酸蓄电池无论电池立放还是卧放，电解液都不会溢出，它不仅完全密封，更不需要加水或调酸就能供电，可靠性高，日常维护量小。
（2）蓄电池的容量选择
每组蓄电池组的容量，应能满足同时带两段直流母线负荷的运行要求。在运行中两段母线切换时不中断供电的要求，切换过程中允许两组蓄电池短时并联运行。
（3）蓄电池的维护
新安装的阀控密封蓄电池组，应进行全核对性放电试验。以后每隔3年进行一次核对性放电试验。运行了6年以后的蓄电池组，每年做一次核对性放电试验。以便及时发现蓄电池容量的缺陷。严格控制浮充电方式和运行参数。严格控制单体电池的浮充上、下限，防止蓄电池因充电电压过高或过低而损坏。
（4）蓄电池的运行方式
蓄电池组的运行方式一般采用浮充电运行方式，就是将充好电的蓄电池组与充电装置并联运行，平时由充电装置供给正常的直流负荷的同时，以不大的电流对蓄电池进行充电的运行方式。浮充电压对蓄电池的寿命影响很大，在运行中，要严格控制单体电池的浮充电压上、下限，每个月至少一次对蓄电池组所有的单体浮充端电压进行测量记录，防止蓄电池因充电电压过高或过低而损坏。
3.4 直流系统的接地问题
绝缘监测装置是监视直流系统正、负极母线对地绝缘情况的一个装置，它能对母线电压、对地绝缘电阻、各馈线支路的绝缘状况进行测量判断。当直流系统正、负极母线对地绝缘下降到一定程度时（一般直流110V系统为7kΩ ，直流220V系统为25kΩ），绝缘监测装置就会发出声光报警等信号，通知相关人员及时检查处理。
绝缘检测装置应按直流母线分段配置，同一变电站内两段独立的直流母线上应按照母线个安装一套同型号、独立的直流绝缘检测装置，分电屏支路较多时，也应装设一套绝缘检测装置。
结 论：
本文对变电站直流系统的选型和维护运行等问题进行了全面阐述，直流系统采用三台充电装置(两台浮充装置，一台备充装置)，两组蓄电池的接线方式。充电装置选用高频开关整流模块；蓄电池采用阀控式封闭铅酸蓄电池。直流系统的主接线采用互联式单母线接线，两段直流母线上分别接一组蓄电池和一台浮充装置，备用充电装置可在两段母线之间切换；直流系统的负荷馈线供电网络采用辐射状供电方式；每段直流母线上配置一台绝缘检测装置。
参考文献
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