马渊
神华北电胜利能源有限公司 内蒙古锡林浩特市 026000
摘要：随着科学技术的快速发展，电力系统已是重要一部分，良好的变电站直流系统是保障电力系统安全运行的重要条件之一。变电站的直流系统是一个独立的电源，是变电站非常重要的电源系统。在变电站中主要为信号系统、控制系统、继电保护及事故照明等提供可靠的不间断的电源。直流系统是否可靠，对变电站的安全稳定运行至关重要。本文就变电站直流系统结构、运行维护事项及故障进行分析，并提出具体对策。
随着计算机和网络信息化的进一步发展，变电站越来越多的微机型保护装置及第三方监控装置不断增加，主要作用是利用更加先进、更加可靠的技术监控系统为变电站的运行安全提供保障。各种监控装置不断增加后，也为直流系统的维护运行带来了更大的困难，为其提供的直流电源就必须非常可靠才能确保系统的安全运行。直流系统的危害是可重可轻的，重则可能导致电力系统的大面积瘫痪，所以，电力行业对变电站直流系统越来越重视。在现实运行中，因直流系统故障而造成保护拒动或误动严重的影响电网的运行安全，因此在变电站日常工作中应加大对直流系统的运维，及时消除潜在隐患，从而才能更加有效地保障变电站的安全稳定运行。
一、变电站直流系统组成及功能
变电站直流系统主要由直流监控装置、充电装置、电池屏、绝缘监察装置和负载等组成。直流系统的作用就是为变电站的控制系统、信号系统、继电保护装置、通讯装置及事故照明等第三方装置提供电源。
目前，变电站直流系统电压等级一般分为DC110V、DC220V和48V。老旧变电站在建设时一般在正、负母线增加绝缘监测装置，正对地和负对地电压均为正对负电压的一半。当直流系统正极或负极任意一处电缆出现接地故障，该正极或负极对地电压降为0V，正常极性对地电压将变为220V，所以一般不会造成直流系统二次回路发生事故。如果二次回路发生两点接地故障，可能会造成综保装置拒动或误动的发生。
二、变电站直流系统运行维护措施
（一）定期维护充电模块
充电模块的作用就是将输入充电装置的交流电整流为直流电，并将其输出。充电模块具有过/欠压保护、过温保护、缺相保护。充电模块实时记录充电电压、电流数据，为了确保充电模块的正常运行，运维人员应定期对充电模块数据进行巡查，电压超过规定范围时，运维人员应立即对充电模块的故障情况进行排查，并及时进行更换充电模块。
（二）电池屏的管理工作
电池屏由大量的蓄电池组成，蓄电池极易受到温度的影响，因此电池屏维护的主要内容就是对电池屏内部温度的管控。电池屏内部温度不宜超过35℃，最佳温度应保持在5℃到30℃之间。除此之外，为了确保电池屏柜体内的湿度条件相对稳定，运维人员需要在夏季高温时期对电池屏柜体进行定期的通风，保持良好的通风条件。为了给电池屏提供一个良好、稳定的环境，电池屏柜体必须具备防爆、防震功能，避免外界环境剧烈变化等不良因素而引发事故。环境影响较大的地方应适当增加温湿度控制系统。运维人员需要对电池屏进行定期检查，不仅包括电池屏机柜的温度、湿度、照明等方面，还包括对各机组元器件的检查工作，确保所有元器件能够正常工作，及时更换有故障和损坏的元器件，维持电池屏设备的正常运行。
（三）二次回路和设备的维护
变电站直流系统的正极或负极与大地间的绝缘水平一旦低于规定值，就会出现接地事故。一般情况下，单一的接地点不会对变电站的正常运行造成较大的影响，如果出现单一接地点不进行排除，单一的接地点会转化为不同位置的多点接地，一旦发生多点接地，就会导致正负极短路、开关拒动、保护回路误动等情况，对变电站的保护装置造成极大影响。造成接地事故的主要原因包括：二次回路和设备的绝缘性能降低、部件损坏和元件烧伤、连接和组装有误等。运维人员一定要确保二次回路和设备的绝缘性能达到标准，并及时更换线缆，防止线缆绝缘层因腐蚀或损坏而降低绝缘性能。并且对于二次回路和设备的部件要定期检查，一旦发现压伤、扭伤等磨损情况，应及时更换，避免线缆发生接地。
另外，要确保直流带电体间与交流带电体的安全距离，保证二次回路和设备的连接和组装合格。运维人员需要做好设施的定期检查和维修，保障直流系统和设备的正常运行。
三、变电站直流系统常见故障及处理方法
（一）充电模块运行保护故障及处理方法
充电模块在运行中出现的保护故障现象。这种现象的产生原因主要是充电模块所处的环境温度过高，或者是充电设施在工作过程中出现过压、欠压，导致充电模块保护故障现象的出现，充电模块的运行就会停止运行，导致充电停滞，不利于电池的安全稳定。同时，直流监控系统便会发出声光报警，并对变电站监控后台发出故障信号。对此故障运维人员需要在第一时间对报警信号进行分析故障类型，如果是充电模块硬件问题，需要暂停充电模块运行，重新更换。如果是高温故障，应对充电模块防尘网进行清洁，并对降温风扇检查，有必要时进行更换处理，同时对直流屏柜体内部进行环境温度测试，及时消除故障，保障系统稳定运行。
（二）通讯故障及处理方法
充电模块一旦出现通讯中断故障，会影响充电模块的正常运行。一旦出现充电模块通讯中断，运维人员需要对故障原因进行排查，确定故障原因后，采取相应措施。检查方法：1、对通讯地址进行检查，充电模块的地址设置错误将导致充电模块通讯中断，或者两个不同的充电模块设置成相同的地址也会造成充电模块通讯中断；2、对充电模块地线连接是否良好进行检查，如地线连接不良或者断裂将会造成充电模块的通讯中断。运维人员应第一时间按照此方法对充电模块进行故障处理。确保充电模块对蓄电池保持浮充状态，保障直流系统的良好运行。
（三）直流系统电压失常及处理方法
变电站直流屏输出的直流电通过电缆接至高压配电室及户外端子箱。正常运行情况，各高压配电柜各分、合闸指示灯、储能指示灯应根据该柜体运行情况进行状态显示。如果保护装置显示正常，柜体信号指示灯不亮，虽然柜体一次高压设备可正常运行，保护装置正常运行，但是该柜体断路器不能进行下次分、合闸，影响下一次的正常操作。此时运维人员应对该高压配电室所有配电柜指示灯出现故障的进行统计分析，利用区段电压测量法进行缩小故障范围。如果出现对地电压均为+110V或-110V，一般可判断为高压配电柜柜体顶端的连接小母线出现断裂，运维人员应逐一对该配电室内所有配电柜进行排查处理，从而将故障排除。
（四）直流系统接地故障及处理方法
变电站直流系统所接的设备多、二次回路复杂, 在长期运行过程中会由于环境的改变、气候的变化、电缆以及连接点的老化, 设备本身的问题等等,而不可避免的发生直流系统接地故障。直流系统接地故障按照接地类型一般分为间歇性接地故障及金属性接地故障，按照接地性质可分为正极接地和负极接地，按照接地的情况可分为单点接地、多点接地和绝缘降低。
正极接地可能导致断路器误跳闸， 负极接地可能导致断路器的拒跳闸。如出现金属性接地故障，直流监控系统会发出声光报警，同时变电站监控后台会出现报警，直流系统的接地故障已经造成了断路器可能发生误跳或拒跳的事故隐患, 此时运维人员应第一时间对该故障进行排查。
查找直流系统接地故障可以运用“拉路法”进行故障点的查找，将各直流馈线从照明回路和信号回路开始依次断开，从而一一排查找到故障点。或是使用“在线检测法”，通过微机型直流电源检测装置查找故障点。通过现场对接地故障查找得出，微机型直流电源检测装置很难查找出具体的接地位置，现有查找还需运维人员不断提高自身现场技能及经验。出现接地故障时，运维人员必须严格遵守电气设备检修运行规程的要求，在切断各直流回路时，切断时间不得超过3秒钟，不论该回路接地与否均应合上。如果出现多点接地的情况，需要对不同故障程度的回路进行划分，从接地故障比较严重的回路开始处理，或者停电处理，保障供电系统的安全运行。
四、结束语
直流系统在变电站中得到了极为广泛的应用，运维人员需要保障对设备的定期维护和日常监管，运维人员需要及时采取有效处理措施，将损失降到最低，以保障供电安全和电力系统的稳定运行。