有关10kV高压配电系统直流电源选用、运行和维护的研究

王贵福

（山东省交通运输厅机关服务中心，山东 济南 250000）

有关10kV高压配电系统直流电源选用、运行和维护的研究

王贵福

（山东省交通运输厅机关服务中心，山东 济南 250000）

随着社会的进步，我国对于电力的需求变得越来越高。在10kV高压配电系统中，通常都会采用直流电源来作为真空断路器操作、微机继保、故障指示与系统运营状态等工作电源。而如何合理的选用、运行和维护10kV高压配电系统中的直流电源，使其能够充分满足所需要的供电负荷需求，也成为了现阶段业内人士所关注的重点问题。文章着重对有关10kV高压配电系统直流电源的选用、运行以及维护展开了深入的分析与探讨。

10kv高压配电系统；直流电源；选用、运行和维护

目前，电力系统主要是由变电、配电、发电、输电与用电等相关设备技术所组成的完整工作系统。配电系统作为电力系统中最为重要的一环，其主要的职责是将电力能源分配给所需要的用户。而直流电源来作为真空断路器操作、微机继保、故障指示与系统运营状态等工作电源，在日常的使用中，若是对直流电源的选取或维护不当，则很容易造成重大的电力事故发生。因此，必须要根据实际的情况，选择最为合适的直流电源设备，并做好日常的运行与维护工作，从而保证配电系统的安全性与可靠性。

1 直流电源正常运行的重要性与主接线形式

在10kV高压配电系统中，直流电源的稳定运行能够有效保障配电站内电力设备的运行与各项操作。配电站内的直流电源不但肩负着向站内提供操作电源的重要作用，同时也起到了保护电源的功能。若是站内的直流电源无法正常运行，导致操作电源消失时，那么便会使整个配电站内电气操作无法完成，处于瘫痪状态；而若是保护电源消失，那么配电站则会处于无保护的强送电状态，在这种情况下，一旦高于设备出现故障，配电站无法将故障设备从电网中切除，而故障高压设备中的短路电流便会产生强大的热效应与机械效应，很容易导致整个高压设备的损坏与烧毁，严重时甚至还会引发重大的火灾与爆炸事故，对于工作人员的生命安全，以及配电站的正常运行造成严重的影响。因此，必须要选择合适的直流电源，并做好日常的运行与维护工作，保证直流电源的正常运行。而在直流电源的主接线形式中，直流系统通常会采用简单可靠的“单母线不分段”的接线方式，HM母线通过DC/DC单元直接关联到KM母线上，以此能够同时满足真空断路器操作、微机继保、故障指示与系统运营状态等正常工作。

2 10kV高压配电系统直流电源的选用

在10kV高压配电系统直流电源的选用中，直流电源成套装置应当能够具备以下5种功能：①高压真空断路器的操作电源；②通讯电源；③继电保护装置和安全自动装置的工作电源；④事故照明电源；⑤不同运行方式下的信号监视电源。

在充电机组的选用中，目前直流电源成套装置主要采用了智能高频开关模块式充电机组，这种充电机组与传统的磁饱和式充电相比，在稳压精度、稳流精度以及波纹系数中都有着大幅度的提升。另外，在智能高频开关模块式充电机组中，还配备了完善的监控单元，监控单元的主要功能包含了以下9项：①智能型电池的充电管理功能；②远程通信功能；③告警处理与记录功能；④能够在现场直接设定系统参数；⑤监测直流馈电输出的电压；⑥三相交流电压的检测功能；⑦能够检测各种支路馈线的开关状态；⑧配有4路可设置的开关输出；⑨历史记录与断电保持功能。

在电力智能高频开关电源模块的配置中，需要遵循以下原则：综合权衡高压配电系统经常性负荷与电池组中所需要的充电电流，并选取整流模块电流等级，按照相关的标准规定来进行“N+1”热备配置。例如，在24AH/220V的系统中，可以选取整流模块规格与数量为2.5A×2个；在100AH/220V的系统中，可以选取整流模块规格与数量为10A×3个。

在蓄电池的选用中，自从10kV配电系统主开关无油化技术推广以来，传统的少油开关基本已经被全部淘汰，而高频率的镐镍蓄电池也已经很少应用在10kV配电系统中。现阶段通常使用阀控式的铅酸蓄电池，这种蓄电池具有低倍率密封以及免维护等特点，且使用寿命也比传统的蓄电池长一倍之久。而在实际的应用中，如遇到特殊情况还需要根据实际情况来选择适合的蓄电池。

3 10kV高压配电系统直流电源的运行和维护

（1）充电机组的运行与维护。在直流电源成套装置的运行中，主要是由蓄电池与智能充电机两部分构成。在正常运行的情况下，充电机组除了向高压系统提供负荷之外，还需要向蓄电池提供均充/浮充电。一旦交流失压时，蓄电池组向外提供直流电源，其运行与管理部分则由监控单元来执行，运行的参数需要根据高压配电系统的需求来进行设置。而在充电机组的运行与维护中，监控单元则是机组中的核心，主要负责机组的运作与管理。在日常的维护工作中，需要定期查看监控单元显示屏，了解机组的具体运行情况，尤其是需要注意风冷式整流模块的散热风机是否处于正常工作状态，避免因为过热而造成设备寿命缩短的情况，若出现绝缘报警时，应当立刻查处故障的所在，并及时进行故障排除。现阶段随着技术的进步，通常都是采用接插式的整流模块，这种整流模块都可以带电进行拔插，为维修工作提供了不小的便利性。

（2）蓄电池组的运行与维护。蓄电池在通常工况下运行处于浮充电状态，蓄电池组的主要运行状态分为均充电与浮充电两种。在日常的运行中，主要是用于监视电池组段的电压、充电/浮充电流、单体电池电压、外形变异、壳体温度与绝缘体状态等。在交流电源失压后，电池组则会对合闸与控制母线进行送电，并为真空断路器分、合闸回路与微机继保、状态指示、通信和故障报警等提供直流工作电源。在配网运行的直流电源成套装置中，处于成本考虑，一般会配置一组蓄电池，而在进行维护的工作中，通常不能退出运行单独进行维保，这样会导致无法进行全核对性放电，只能够进行半容操作，如果在电网稳定时，也可以全容核对性放电活化蓄电池。

（3）其他功能单元的运行与维护。在10kV高压配电系统直流电源中，除去充电机组与蓄电池之外，还有直流降压单元、绝缘监察单元、各输出单元与闪光单元等配置。直流电源降压单元主要是将合闸电压调节到控制电压，使控制电压能够维持在220V±5V。在日常的运行中，控制器可以进行自动设置与手动运行，当控制器出现了故障时，应当将其调制手动运行在进行调整工作；绝缘监察单元主要功能是监视合闸母线、控制母线与电池组的绝缘状态，在220V的系统中，若是绝缘电小于25K时，便会自动进行报警，出现报警之后应当立刻对故障进行排查；输出单元主要是指控制与合闸的各输出回路；闪光单元主要是用于监视真空断路器主令开关的位置是否与断路分/合闸的位置相对应，避免出现误操作。

4 结语

综上所述，在10kV高压配电系统中，直流电源不但肩负着向站内提供操作电源的重要作用，同时也起到了保护电源的功能。因此，必须要根据实际情况来选择合适的直流电源，而在直流电源的运行和维护中，需要注重充电机组的运行与维护、蓄电池组的运行与维护，以及其他各项功能单元的运行与维护，只有这样才能够保证配电系统的稳定运行。

［1］王荣刚.10kV高压电网配电自动化系统的研制［D］.西安：西安科技大学，2008.

［2］刘志云.关于10kV高压配电系统直流电源选用、运行和维护的探讨［J］.科技风，2015，（2）：1+28.

［3］王建国.试析关于铁路10kV配电所直流电源系统的运行维护［J］.科技与创新，2015，（5）：98-99.

［4］刘鹏.铁路10kV配电所直流电源系统的运行与维护［J］.铁道建筑，2004，（9）：82-84.

王贵福，主要研究方向：配电系统。