于蕾
山西大唐国际运城发电有限责任公司 山西省 运城市 044602
摘要 伴随着城市化进程的快速发展，对电能的需求也越来越高。直流系统在变电站中的作用非常关键，是电力系统安全运行的前提。本文从变电站直流系统的功能、原理和运行维护方面出发，主要阐述了直流系统运行维护的技术问题，提出了运行中可能发生的异常和故障的处理方法及措施。
关键词：变电站，直流系统，维护，故障
引言
变电站主要使用直流系统作为工作电源。现在的大中型变电站中所使用的电源都是直流工作的，通过将交流电源输入到直流屏蔽中，直流系统可以通过直流供电或者蓄电池屏的蓄电池进行直流供电，可靠性更高。如果不能正常地提供工作电源，那么次级电路的运行也会受到影响，这对变电站是非常不利的，并且会影响电网运行的安全性，所以做好对系统的安全维护工作至关重要。
一、变电站直流系统的基本配置和原理
在变电站中，单母线分裂为直流系统奠定了基础，实现了双电双充的工作模式。在直流系统中，经常使用的电池一般是阀控铅酸的模式。直流系统由电池组、微机绝缘监测设备、高频开关电源整流模块等部分组成。在具体应用的过程中，直流系统是通过模块化的方式进行管理。在各个功能模块中，监视系统可以通过自动控制运行参数、测量值以及直流系统的运行方式，对直流系统进行有效的管理。现在我国的变电站中，直流系统的充电大多数是通过智能高频开关电源进行充电，之前应用的相控整流充电设备慢慢消失。在变电站中，直流系统可以看作是一个独立的电源，用于为变电站中的各种电气设备提供可靠的直流电。通常，直流系统的结构的独立性、稳定性都是非常高的，变电站的运行方式不会对其造成较大的影响。如果外部交流电源出现中断，不能使正常的电源保持稳定时，直流系统可以通过内部电池为变电站提供直流电，以维持变电站的正常运行。
二、变电站直流系统运行中存在的故障分析
（1）绝缘监测装置的故障
当绝缘监测设备运行时，其运行稳定性会受到直流系统中的环路或接线的影响。如果DC系统中出现问题，则对提高绝缘监视装置的操作效果产生了阻碍，并且浪费了更多的资源，因此需要进行改进。当绝缘监视设备在运行时发生异常情况时，会通过总线发出警报，但是更多的变电站会通过分支电路中断来消除接地位置，这会导致绝缘监视设备崩溃，损坏内部组件并严重损害电源系统的安全运行。由于绝缘监视设备受直流系统网络拓扑的影响，因此有必要使用计算机信息技术来防止碰撞和损坏绝缘监视设备的内部部件。
（2）直流系统接线故障
第一，接线故障。直流电源主要有环形和辐射式两种，过去的变电站采用的供电方式一般是环形电源，这增加了成本消耗，在使用的过程中比较容易发生故障，环网结构之间会相互影响，直接威胁到其他设备的正常运行，而且这种电源也不利于对故障点进行相应检测。另外，对于直流回路中的上下级配合问题也要进行重点关注，在现在的设计中经常会忽视而导致控制回路出现故障。
第二，直流线接地故障。直流线接地故障是直流电源系统中的一种高频故障，接地故障主要由四个原因引起：第一，材料质量不符合标准。例如：有的二次电路绝缘材料质量不符合施工标准，绝缘效果不佳，很容易引起接地故障。第二，外来动物的影响。许多变电站位于野外，在这种情况下，各种小型动物（例如啮齿动物、昆虫等）易触碰带电电路从而导致接地短路。
第三，外部环境湿度可能会影响直接暴露在空气中的金属组件。这些组件本身具有绝缘性能，但可能会因为外部湿度高或连续大雨而使系统接地。第四，手动接触和异常维护活动都可能导致直流接地故障。
（3）蓄电池问题
由于直流系统在运行中会使用多种类型的电池，因此有必要对各种类型的电池采取高效、科学的维护措施，这对维护人员的专业技术水平提出了更高的要求。蓄电池的不合理使用和不良维护会增加运行风险，不利于直流系统的稳定。蓄电池在运行过程中，经常出现开关故障使主变压器出现跳闸的现象。此外，许多其他因素的影响也会导致蓄电池无法正常工作。
三、变电站直流系统运行和维护的具体方法
（1）机器监控设备维护
对于中小型变电站必须提供监视设备并且必须时时监视电力设施的运行，一旦出现问题则可以在短时间内识别出故障。监视设备要正常运行，必须根据相关标准进行改进。为了维护监控设备，需要聘请专业人员，获取与维护有关的知识。
（2）直流系统接地处理
为了确保直流接地故障处理期间的安全和操作标准化，以及为了缩小直流接地故障搜索的范围，所以通过网络对于直流系统进行了划分，对于划分的各部分之间要确保其独立性，使直流电源可以正常运行，为DC系统提供可靠的基础。根据直流负载确定需要传输的分支和可以忽略某些分支，检查直流系统接地故障，采用传输负载方法，并确保分支基于直流系统的运行，确保直流系统接地故障检查的顺利进行。为了更准确地找到接地故障点，需要使用直流熔断器，通过进行拉线的标准化工作，采取有效措施来处理和修复直流误差。构建完善的监控系统，对变电站直流系统运行进行实时的监控，避免直流系统出现故障，并采取有效的预防措施，使直流系统在电源控制、保护和调节方面更加稳定，保持电力系统的安全运行。
（3）蓄电池正常维护运行和维护
蓄电池通常以“浮动充电”的模式运行，所谓的“浮动充电”操作是指电池与充电设备并联运行。负载由硅整流器充电设备供电，通过浮动电流对电池进行充电，对其自放电量进行相应的补偿，使蓄电池一直保持在满电的状态。浮动充电电流应始终保持稳定，充电装置应随时监视浮动充电电流并将其调整为正常值。同时，要避免对电池过度充电，以免影响电池寿命。长期过度充电会使电极板硫化，会因剥离电极板的活性材料而增加功率损耗。并且浮动充电电流的大小与电池的新旧有关，通常，单个电池的浮动充电电压为2.15-2.2V作为参考。为了避免过度充电，单个电池的浮动电压在2.1V至2.2V之间。
结语
变电站的直流系统是整个电力系统的核心，因此有必要确保直流系统以最可靠状态提供稳定的电流供应。变电站直流系统中的接地故障严重影响电气设备平稳运行以及威胁着员工的人身安全。变电站直流系统的运维工作直接影响到整个系统的正常运行，如果直流系统在变电站中出现故障，必须根据适用的处理方式规范、科学、专业地排除故障点，使直流系统可以处于安全状态。
参考文献
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