变电站直流系统的运行维护探析

（萧山供电局,浙江杭州 311200）

变电站主要构成之一是直流系统，建立直流系统可以使电网能够安全地、稳定地、持续地运转。随着时代飞速发展，科技不断创新，直流系统里也引进了海量新型设备与新型技术。所以，在变电站中运行与维护直流系统变得十分重要。文中以萧山供电局变电站直流系统实际情况为例，描述了直流系统的构成与运行方式等问题，并就直流系统的运行维护方面的问题提出了一些措施。

一、确定运行方式

萧山局现有9 个220 kV 变电站，均使用双电双充、单母线分段的直流系统。其中使用环形供电网络为直流负荷，每一个环的电源分别与两段母线相连。如下图1 所示。

直流负荷屏输出的电源普遍可以归为七种，分别是110KV线路控制保护电源、110KV设备操作电源、10KV设备控制保护电源、10KV设备操作电源、主变控制保护电源、公用信号电源与远动电源。采取两段母线分列运行、直流负荷断环运行的方式，能够在最大程度上使直流系统安全可靠地运转。为了避免两套电源过长时间运转，一般采用两套充电电源各自带动一部分直流负荷的方式，且让两段母线的直流负荷来维持一定的平衡运转。具体直流系统在运行中的转换方式有两种：

（1）方式一：即一般情况下使用的正常运行。在I 段母线运行#1 充电装置，在II 段母线运行，#2 充电装置，母线的分段开关要置于分闸处；在I 段母线运行#1 蓄电池组，在II 段母线运行#2 蓄电池组。如此直流负荷可以平衡地分布于母线上。

（2）方式三：即当变电站站用电交流电源均失压时使用。在这个时候，应该使#1、#2充电装置组停止运行，#1、#2 蓄电池可以分别供I、II 段母线,其中#1 蓄电池组在I 段母线运行，#2 蓄电池组在II 段母线运行，母线分段的开关处于分闸位置，而直流负荷则是均衡地分布在两段母线上的。

图1 直流系统设备状况示意图

（3）方式三：即充电装置或蓄电池组因故障而停止运行时使用。当#2 充电装置或#2 蓄电池组停止运行，#1 充电装置和#1 蓄电池组在I 段母线运行，母线分段开关处于合闸位置，直流负荷均衡分布于两段母线。

（4）方式四：即I 段直流母线由于故障停止运行时使用。此时#1 充电装置和#1 蓄电池组必须停止运行，#2 充电装置和#2 蓄电池组在II 段母线运行，母线的分段开关处于分闸位置，直流负荷均处于II 段直流母线上。(II 段母线退出运行时的操作，类推）

二、确定定值

充电装置的主要设备有集中控制单元、交流配电单元、充电模块、降压单元、绝缘监测单元等，当中的充电模块使用的是n+1 冗余模式。按照标准，220V 的直流母线，其电压的合格范围在±10%之间，由于设置了硅堆降压装置，要加强报警的灵敏度，且高频开关电源的充电装置精度水平高，普遍设定当直流母线的电压超过±5%时就启动报警装置。同时，还可以设定当正负电源对地电压小于30 V 时启动母线绝缘降低报警。

三、维护系统蓄电池

在实际情况中，各个厂家生产的蓄电池的结构不尽相同，所以维护的方法与条件也会不太一致。 为了要确保蓄电池的放电容量，并且延长蓄电池的使用寿命，就一定要对蓄电池进行日常维护以及定期放电工作。

1 初始充放电

蓄电池会自动地放电是由于电池当中含有化学因子，所以在安装电池使之运行时，要即刻开始对蓄电池充电(恒压限流)。在电压为2.35V/只的情况下对电池充电，充电电流应该维持在10A/100Ah 的额定容量内，且通常充满48 小时即可。对整个蓄电池组进行电力测试，测试条件为以电池的额定容量的10h 率电流恒流放电，以额定电压的90%及10h 时间为结束 (例如当100 A 时，放电电流为10 A)。若经过三次检验之后，电池仍没有充满90%以上(新电池)，则该电池需要更换。

2 浮充和均充

阀控蓄电池组通常用以浮充电的方式正常运行，其中浮充的电压值需要控制在2.25V/单体，如果电池没有得到均匀地充电会影响电池的工作，所以应该尽最大可能防止此类问题的产生。阀控蓄电池在一般使用时并不需要充电。碰到如下情况，则要进行和初始充电方式一样的均充充电：在整个电池组中，单体之间的浮充电压差值大于0.1V；其中一个电池的浮充电压低于2.18V/单体；未进行均充达3 个月；突发事件之后需要对电池再次充电时。在进行均充的时候，电池组要退出运行，时间为10h。

3 使用后电池容量测试和维护

运行时间在三年之内的蓄电池，每一年都要对电池进行放电，并要求达40%的总电量。运行时间在三年以上的电池要开展全部电量放电测试。在放电之前，电池要充满电，若是均充之后，则应使电池组完成8 小时静止之后再开始放电容量测试。若一个电池组里存在个别电池不能工作的情况，允许更换个别电池，但新电池要先进行活化的过程。若一组电池大部分(占数量的1/3 以上)都不满80%的额定容量，应更换全部。此外，充电时电池温度不得高于45℃，否则应立即停止充电，也可以改为以浮充方式继续，这样可以起到保护电池的作用。

四、设备的故障检查与处理

如果充电装置正在运行，却碰上变电站无故停电的情况，就要即刻停止电流的运行来使负荷减轻，还要注意不得使蓄电池组的端电压比放电终止电压更低。当接近于放电终止电压之时，须得停用或者是转移电池。要有专门人员按时检查蓄电池的实际使用情况，记录在案，如发现有电压超标等不符合规范的电池就应及时更换新电池。一般情况下电压超标的情况为超过平均电压的±10%。在进行检查的时候，充电机是不可以停止运行的，这时可以减低充电机的输出电压，确保蓄电池处于正好放电的状态。

结语

用电与人们的日常生活息息相关，而直流系统又属于变电站的核心构成成分，因此关于变电站的直流系统的运行与维护问题应该得到工作人员的重视。

[1]李均甫，张健能，任雪涛.浅谈变电站直流系统运行维护的几个问题[J].继电器，2009.

[2]宫贵朝.白水峪电站直流系统改造[J].湖北水力发电，2011.

[3]李伟梁.变电站直流系统改造的讨论[J].大众科技，2009.