水电站直流系统的运行与维护方法研究

王　原

（新疆伊犁河流域开发建设管理局）

水电站直流系统的运行与维护方法研究

王原

（新疆伊犁河流域开发建设管理局）

近年来，在社会经济不断进步的背景下，我国加快了水电站建设，提高了电能可靠性，并实现了环境及生态保护，对于实现长期可持续发展起到了促进作用。在这种情况下，提升水电站运行可靠性具有重要意义。本文以水电站为例，对其直流系统的运行与维护方法展开了研究。

水电站；直流系统；运行；维护；方法

0　引言

水电站运行过程中，需要对电能进行一定程度的应用，才能够保证信号得以高效接收和发送，发生事故时照明系统正常运行等，而这一功能需要依靠水电站中的直流系统来完成，在这种情况下，积极加强水电站直流系统的运行与维护方法研究具有重要意义。本文从某水电站直流系统的构成与运行概述入手，对直流系统接地过程中的缺陷展开了探讨，并有针对性地提出了解决意见。希望对我国水电站建设起到促进作用。

1　直流系统的构成与运行

该水电站在构建直流系统的过程中，拥有蓄电池两组和直流电源屏五面。在电站中控室当中是布置直流电源屏的地点。在这些直流电源屏当中，拥有两面整流充电屏，其具有较强的高频性，还包含一面直流电源进线屏和两面直流馈线屏；而在蓄电池室当中是布置两组蓄电池的主要地点，每组有103个蓄电池组成，共拥有300Ah和220V的容量。同时，该蓄电池为铅酸蓄电池，在应用过程中拥有免维护性和较强的密封性。

直流系统在本水电站中拥有两段母线，不同母线能够对不同的蓄电池进行连接，同时，还存在一直流电源，其经过了高频整流，为400V母线。在该系统正常运行过程中，不同母线的运行是分段的，断开位置是母联开关的主要位置，直流负荷的供电需要在不同母线的充电机下得以实现，同时可以将浮充电现象作用于不同位置的蓄电池组［1］。在日常运行过程中，如果交流失电现象产生于一侧蓄电池组当中，或者该侧充电机停止运行以后，需要合上母联开关，而全水电站的供电需要由另一侧充电机来完成，同时继续将浮充电作用于两端的蓄电池当中。

在检测及监控直流系统运行状况的过程中，本水电站应用了JKQ—3000B集中监控器，主要监控方式为分散式，促使实时监控在蓄电池组、充电机及绝缘中得以实现，与此同时还可以成为重要的电站媒介实现信息的传递，促使相关工作人员能够远程进行直流系统的监督和测控。

开关电源模块在充电机当中具有智能高频的特点，并能够实现380V、50Hz的交流输入和220V、10A的标称输出，至少留一个充电机并联作用于不同直流母线当中。其运行过程中的主要原理为：在滤波和三相整流的作用下，将三相交流转变成直流，在全桥交换电路作用的基础上，实现了从直流向高频交流的转换，主变压器在应用过程中可以对高频交流进行隔离，保证直流输出过程中更加具有稳定性［2］。

2　直流系统接地过程中的缺陷

直流系统在该水电站中具有较广的分布范围，同时大部分裸露在外部，这样一来，在日常运行过程中，很容易受灰尘及空气中水分的影响而产生腐蚀现象，因此拥有较大的接地故障发生频率。通常情况下，接地现象产生于直流系统当中，不会造成相对严重的后果，但是如果工作人员没有及时发现，促使水电站在直流系统长期接地的状况下持续运行就会导致严重的安全隐患。这是因为接地现象发生过程中，接地短路会产生于两点接地当中，导致误动或拒动现象产生于信号传递、继电保护等当中，严重者还容易导致保险在直流中熔断，导致电源无法顺利提供给回路控制和自动装置。如果同极两点接地产生于保护回路中，将导致短接现象产生于部分继电器内部，造成跳闸无法实现，并造成越级跳闸现象的产生，从而导致水电站整个电网的安全运行受到严重的威胁。在这种情况下，必须及时有效解决直流系统中发生的接地故障，从而有效预防两点节点现象的产生。

该水电站日常运行过程中，如果直流系统接地故障相关信号产生云控制室上位机中，那么相关人员必须对绝缘检测仪在直流系统中的工作状态进行及时检验，并对发生接地故障的位置进行快速判定，并将相关回路号进行读出；并且，对接地故障的性质进行及时判断，包括永久性接地和瞬间接地两种；在对接地位置进行判断的过程中，应综合考虑当时的天气状况、设备运行情况及方式等。

针对永久性接地这一故障来讲，必须对其负荷进行准确判断，值得注意的是，直流空气开关存在于回来直流中，应及时对其进行拉开处理，如果接地现象消失，而将其合上的过程中又产生了接地现象，那么说明该回路是产生故障的位置，从而可以进一步采取措施对支路负荷在该回路中的体现进行检查，并及时对其进行消除。而部分回路在应用过程中是无法进行短时间内断电的，这种情况下，必须解列设备，并加强安全设施的应用，实现深入排查。通常情况下，工作人员需要对万用表进行充分的利用来将直流接地故障进行排查。假如现阶段系统运行过程中，正极接地产生于直流当中，在万用表的基础上，会产生110V的正极对地电压，同时逐路解开回路中包含的全部支路负荷，并对电压变化在正极中的体现进行监视，如果某一支路负荷能够顺利解开，那么一定的变化将产生于电压值当中，说明接地故障产生于该支路负荷回路当中。这种情况下，如果对正极、对低电压进行忽视，那么直流接地过程中将由负接地取代正接地，即使这种现象产生，也应当牢固掌握支路负荷。

3　直流系统改进措施

直流空气开关的负荷开关存在于内滞留馈线柜当中，而直流空气开关在应用过程中拥有自动脱扣的功能，现阶段要想对直流系统进行改进应将后者进行抛弃，才能够提升该水电站运行过程中电网运行的可靠性。同时，还应整体更换原有直流系统当中存在的馈线柜。此时6个负荷开关存在于两面的馈线柜当中，那么应应用直流空气开关，其具有自动脱扣功能；必须保证每一个馈线柜都包含一个计算机绝缘检测仪；TA—3000A为电流变送器型号，被应用于96个支路绝缘监测当中；该变送器运行过程中，可以在TA的作用下对计算机绝缘检测仪的信息传递状况进行检测。同时，该水电站在长期发展过程中，还在逐渐升级该集中监控器和充电整流模块，现阶段开关电源模块具有较强的智能和高频性。

由于本水电站运行过程中，已经持续使用蓄电池高达13年，因此必须及时对其功能进行检查，结果显示其功能良好，因此在接下来的工作中应积极提升其运行管理质量：

首先，集控器在运行过程中，对蓄电池的运行方式进行了明确的规定，日常进行运行管理的过程中，必须保证这一规定得以实施，并保证浮充电状态是蓄电池工作中的主要状态。在长时间浮充电的状况下，基本上3个月左右蓄电池将达到整定值，此时应使用均充电代替原有的浮充电；如果10min持续充电现象产生于电站交流电源当中，必须促使均充电在蓄电池中产生。同时，这一方法还适用于蓄电池放电后，剩余电量不大于80%的状态。

针对逐个蓄电池来讲，其电压的测量工作应当每月进行一次，工作人员同时还应当定期对蓄电池室进行清扫，保证蓄电池表面不受灰尘的污染，同时保持室内的干燥性，在实现这一目标的过程中，工作人员应保证室内拥有最高25℃的温度，而最低温度应保持在22℃。

4　结束语

综上所述，在水电站正常运行过程中，直流系统的功能不容忽视，它是保证水电站稳健运行的关键，能够实现对水电站的二次控制。现阶段积极加强水电站直流系统的运行与维护方法研究能够促使其供电可靠性提升。而这一过程中，相关措施的应用应根据不同水电站的具体情况而定，只有有针对性采取维护方法，才能够提升其稳定性，从整体的角度来看，也有利于促使水电站管理及维护能力的提升。

［1］程雄. 响应调峰需求的水电系统优化调度方法研究及应用［D］.大连：大连理工大学，2015.

［2］秦欢，张雯政. 宝珠寺水电站直流系统运行维护与故障处理［J］. 四川水力发电，2015（6）：175-179.

（2016-03-04）