淺析發變電工程直流系統設計

李海亮 楊帥 王婧

【摘 ?要】變電站作為電網中非常重要的組成部分，在變電站運行過程中，其對直流系統作為運行的核心，所以需要確保其運行所需要的最大電壓，同時還要做好維護工作，確保直流系統運行的安全性。特別是在當前變壓站運行管理工作中對直流系統的重視度不斷提升，這有效的改善了設備的狀況，但仍然需要加強直流系統的運行維護工作。文中從變電站直流系統概述入手，分析了直流系統存在的問題，并進一步對加強變電站直流系統運行維護管理提出了具體的建議。

【關鍵詞】變電站;直流系統;運行維護;問題;措施

直流系統作為變電站的重要組成部分，做好直流系統的運行維護工作，可以有效的確保電力系統安全、穩定的運行。特別是當前電力行業科技含量不斷增加，一些新技術和新設備都開始在直流系統中進行應用，這對直流系統運行的安全性有了重要保障。所以針對直流系統中存在的問題進行分析，從而采取切實可行的管理措施，這對于直流系統的運行具有非常重要的意義。

1 變電站直流系統的構成

變電站直流系統主要由充電裝置、蓄電池組、控制單元、直流饋電單元及監測單元等組成，而這其中尤以充電裝置和蓄電池組為主，兩者并列運行。在直流系統日常運行過程中的作電都是由整流裝置進行提供，同時整流裝置還會以浮充方式對蓄電池進行供電。斷路器出現故障或是合閘時，則改由蓄電池組來提供電能。在直流系統中，其是利用環形供電結構來對操作電流和合閘電流進行設計，這對于直流系統的可靠性起到了有效的保護作用。

2 直流系統存在的問題

2.1 充電機使用中存在的問題

（1）部分直流系統中由于中間繼電器整定值設計偏高，這就極易導致直流系統電壓告警問題發生，導致繼電器動作，從而直流電源被斷開，這種情況下只需要將中間繼電器的整定值進行調整后，即可一切恢復正常。

（2）直流系統運行過程中，充電機容易發生過充現象，這主要是由于在對充電機固有程序設定時，沒有將蓄電池個數與其進行合理搭配，從而導致蓄電池充電電壓過高的情況發生，導致蓄電池過充現象出現。另外在部分變電站內，也存在著充分模塊失效的問題。

（3）核對性放電問題。由于變電站內相控電源有可能會對運行中的設備造成過熱或是附加損耗，在這種情況下，最好的解決方法即是做核對性放電試驗，從而對蓄電池的容量進行核對，但這會影響到電池的壽命，但不試驗時，又會對蓄電池或是直流系統運行的安全帶來不利影響。

2.2 蓄電池存在的問題

蓄電池由于生產廠家、電池結構、維護方法等都會存在一定的差異，再加之蓄電池個體差異的存在，所以實際運行過程中的蓄電池很容易出現提前失效的問題，部分蓄電池或是蓄電池組還會存在嚴重的電力不足，運行中放電等情況，從而導致蓄電池端電壓下降，極板硫酸鹽化現象加劇，從而導致蓄電池提前失效或是損壞。同時雜質的存在也會對蓄電池的使用帶來較大的景程，導致端電壓偏低的蓄電池電力不足，端電壓下降等情況存在，從而導致蓄電池提前失效，會對蓄電池的壽命帶來嚴重的影響，無法有效的保障直流系統運行的安全。

2.3 絕緣監察裝置存在的問題

直流系統由于運行環境較為復雜，發生一點接地的機率較大，雖然不會對運行帶來較大影響，但時間一長，對直流系統所帶來的危害還是十分嚴重的，所以需要安裝直流絕緣監察裝置，從而有效的預防一點接地的發生。在變電站直流系統中，絕緣監察裝置在運行過程中會存在死機、插片損壞等故障，導致絕緣監察裝置無法有效的運行。在這種情況下，會對直流系統的運行的安全性產生一定的影響。同時，在變電站直流系統中，絕緣監察裝置還存在著不能準確報警的情況。另外在絕緣監察裝置運行時，還會受到直流系統網絡拓撲的影響，因為直流系統的網絡拓撲在下一級回路時會與小母線連接，從而形成環網結構，但由于絕緣監察裝置采用的都是輻射型的檢測原理，這就導致其正常報警功能不會受到影響，但選線的正常性則無法有效的保證，不利于直流系統運行的安全性。

2.4 設備的故障檢查及問題處理

當變電站在原因不明情況下出現停電事故時，在這種情況下，則需要立即對充電裝置的電流運行進行停止，以更于能夠有效的降低負荷。同時還要對蓄電池組的端電壓進行密切監視，確保其不能低于放電終止電壓。當其端電壓與放電終止電壓接近時，則需要及時轉移或是停用電池。在整個過程中要隨時檢查蓄電池的運行情況，同時還要對整個運行過程中進行正確的記錄，對于一些無法滿足使用要求的蓄電池則需要及時進行更換，有效的保證電壓的穩定性。在對設備故障檢查時，如果無法有效的降低充電機的輸出電壓時，則需要使蓄電池處于放電的狀態下，確保檢查工作的安全性。

3 加強直流系統運行維護管理的建議

（1）變電站直流系統運行過程中，需要做好運行維護和管理工作，及時對直流系統電源運行的穩定性進行檢查，及時發現問題，并對電源進行更換。高頻開關電源宜選用紋波系數較大的相控電源。

（2）為了能夠確保供電和充電的穩定性，可以對變電站的直流系統設置兩臺整流裝置和一臺備用整流裝置。這樣任何一臺工作整流裝置出現故障退出時，備用整流裝置都能夠及時進行切換并代替其進行工作。同時還要設置兩組蓄電池來確保更好的保障直流系統的供電需求。

（3）對于直流系統在線監測裝置，需要加快推動對其研究的力度，利用在線監測裝置來對蓄電池的運行狀態進行準確判斷。為了確保絕緣監察裝置具有可靠的性能，則需要利用便攜式直流接地檢測儀或是在線絕緣檢查的方法來對絕緣監察裝置進行檢查，確保其穩定、穩定的運行。

（4）變電站綜合自動化改造中直流系統環網結構改為輻射型網絡結構，采取直流分屏方式，保證直流回路的完整清晰。

4 變電站綜合自動化發展的新動向

變電站的綜合自動化發展，使供電可靠性有了很大的提高，饋線自動化的發展進一步縮短故障停電時間，既在饋電線路上裝設電動開關，配置饋線終端設備FTU，對一些分支線路，還應裝設故障指示器，并利用通信系統，向系統提供饋線運行數據和狀態，執行系統下達的饋線開關遙控操作命令非線性負載，電動機直接起動，不平衡負載，焊接設備以及家用電器設備增多，降低了電壓質量。電壓質量對現代電子設備及計算機系統影響極大。為此，提出系統應對電壓進行連續測量和質量分析，噪聲越限告警，同時要根據實際需要選擇不同的無功補償方式。集成化、智能化和綜合化是一發展趨勢。另外，變電站自動化系統作為一個龐大、復雜的、綜合性很高的系統性工程，包含眾多的設備和子系統，個功能、子系統之間存在著不同程度的關聯，其本身及其所用技術又處于不斷發展之中，對任一家制造商而言，根本不可能包攬一切。

變電站綜合自動化系統采用全面解決方案，走系統集成之路，使得各種應用之間可共享投資和運行費用，最大限度保護用戶原有的投資。

5 結束語

在直流系統運行過程中，需要充分的結合變電站的具體情況來確保直流系統運行的供電需求，同時還要制定有效的維護方法，有效的保證直流系統運行的可靠性和安全性，確保進一步提升變電站管理和運行維護水平。

參考文獻：

[1]黃素玲.高壓220kV 變電站直流系統的優化改進[J].中國城市經濟，2011（02）.

[2]王鵬洋.變電站直流系統蓄電池容量選擇探討[J].中國高新技術企業，2011（21）.

（作者單位：國網山西省檢修公司）