1王立新 2王雨蒙
1国网山西省电力公司晋中供电公司 山西晋中 030600 2海南电网有限责任公司海口供电局 海南海口 570000
摘要：变电站直流系统是变电站的重要组成部分，为变电站内的断路器分合闸、继电保护、自动装置、信号装置等提供电源。同时作为独立电源，直流系统在站用电失电的情况下，仍能保证在一定时间内提供可靠的直流电源及事故照明电源。直流系统的安全性、可靠性将直接影响到变电站甚至电网的安全稳定运行。近年来，由于直流系统的故障缺陷导致变电站内开关拒动、保护误动等事故时有发生，造成了电力系统越级跳闸，扩大了事故影响范围。因此，对直流系统运行维护进行分析研究，有很重要的实际意义。
关键词：变电站，直流系统，维护，故障
1 变电站直流系统的概述
1.1变电站中的直流系统的含义
变电站是一种能向各种设备提供直流电源的、可独立操作的电源设备，可为开关控制、事故照明、信号设备以及系统监控等提供一定保障，其通常不会受到系统运行方式的影响。如果系统的外部交流电出现忽然中断现象，可通过蓄电池向直流系统供电，从而使系统得以正常运行。通过监控系统，可对蓄电池中各功能模块的状态与参数进行监测，从而可对直流系统进行有效的控制与管理，并可对电源系统进行有效的安全与自动化处理，进而可保证变电站的连续性与可靠性运行。
1.2变电站直流系统的组成
一个典型的直流电源系统由交流输入、充电装置、馈电屏、蓄电池组、监控单元（含馈线状态监测单元）、绝缘监测（含接地选线）、硅降压回路（可选）、蓄电池电压巡检装置、电压电流测量表计等组成。
1.3变电站直流系统主要作用
在正常状态下为继电保护及自动装置、断路器跳合闸、通信等提供电源；在交流电故障状态下，由蓄电池组对继电保护及自动装置、断路器跳合闸、通信、事故照明等提供电源。变电站一经投运，直流系统将不会进行停电检修，当直流系统发生故障时，将在带电的情况下进行查找和处理，加大了难度和风险，因此准确的分析故障和正确的查找方法将会大大提高安全系数。
1.4直流系统的运行方式
直流系统先由变电站交流屏接入380V交流电，经过充电机（实质上是整流装置）转为220V或者110V直流电接入直流母线，蓄电池组与充电机输出并列接入直流母线，这样一方面充电机可以经直流母线给直流负荷供电，另一方面也可以对蓄电池组进行浮充。当交流电失压后，蓄电池提供直流母线电源。直流系统的重要性也体现在蓄电池的这个应急功能上。蓄电池组由100多个蓄电池串联组成，目前，中大型变电站常用的蓄电池，主要有酸性的和碱性的两大类。常用的酸性蓄电池是铅蓄电池，而常用的碱性蓄电池是镉-镍蓄电池。常用的铅蓄电池额定电压为2～2.5V/只，镉-镍蓄电池额定电压为1.25V/只。
2 变电站直流系统运行中存在的故障分析
2.1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。
2.2直流系统接线故障
变电站直流系统在长期运行中易受各种因素影响出现绝缘破坏等问题。产生直流系统接地故障的原因有很多,具体分析如下。第一，直流系统设备损坏。在长期运行过程中,直流系统中的二次回路和设备的绝缘材料未达到相关使用标准发生绝缘老化,或在运行过程中产生压伤、扭伤、磨损等,导致元件发热而引起烧伤,都会降低设备的绝缘水平。第二，环境因素影响。由于系统设备长期处于户外,受暴风雨等恶劣环境的影响,常受到湿气和尘土的腐蚀,导致设备的绝缘装置老化,降低了设备的绝缘性能。第三，操作失误或维护不到位。包括二次回路和设备连接与组装有误,以及运维人员在标准和过程控制中的失误造成的回路接地,导致交流电流串入直流系统中,从而引发接地故障。第四，小动物爬入直流系统的端子箱内并且碰到箱内接线,小金属零件掉落在带电回路上,双配置的直流系统正负发生串接等都会引发直流系统接地故障。
2.3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。
3 变电站直流系统运行和维护的具体方法
3.1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。
3.2直流系统接地处理
首先，员工必须在故障现场检查基本情况，以防止由于现场环境故障而导致维护设备故障。尤其是对雨水中的金属设备的恶劣现场环境进行分析。其次，使用电流绝缘测试设备对每个设备的绝缘进行测试。如果测试设备发出警告信号，则表明组件的绝缘受损，可以更换绝缘材料。在潮湿的环境中作业，员工必须检查警告标志。如果直流系统的接地故障结果在瞬时停电之前，应采用瞬时停电方法。
3.3蓄电池正常维护运行和维护
铅酸蓄电池自检时,需检查清洁度、电池端柱是否弯曲或损坏以及是否有过热痕迹。浮充运行的蓄电池组,除厂家有特殊的规定外,应采用恒电压的方式进行浮充。浮充时,严格监控单体电池的浮充电压,防止蓄电池因为充电电压不稳而造成损坏。
结语：综上所述，在变电站运行过程中，如果存在直流系统故障将会对系统的正常运行产生极大的危害，而导致直流系统故障的原因是非常多的，所以相关工作人员必须要进一步提高自己的技术水平以及责任意识，在工作实践中不断积累经验，快速的查找与处理直流系统故障。希望通过文章的阐述可以使得相关工作人员认识到直流系统故障的危害，进而采用多元化的方法实现对各类型故障的快速查找，全面保证变电系统的安全稳定运行。
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