論變電站直流電源的運行分析
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直流電源系統在變電站中屬于一種電源設備，其能夠為變電站的各類信號設備、自動裝置、事故照明、逆變電源、斷路器分、合閘操作及保護裝置提供直流電源。直流電源的運行是一個獨立運作的電源設備，在其運行過程中，不會受到其他設備的影響，即使在外部交流電源中斷的情況下，直流電源系統可以有效保證繼電保護、斷路器動作、不間斷電源、自動裝置等正常運行。直流電源系統中蓄電池具有特殊的作用，正常運行時蓄電池處于浮充電狀態時，當交流電源或者直流系統的充電機出現故障后，可以直接向直流電機、保護裝置、自動化、事故照明系統、控制、通信以及電磁機構提供能量，以此來保障各種直流用電設備的正常運行?？梢?，直流電源系統運行的可靠性，對變電站的安全運行起著非常重要作用。因此，變電站在日常的維護工作中應當加強對直流電源的維護。
1、變電站直流電源的運行情況及系統架構的設計
目前，直流電源系統中采用最廣泛的是密封式閥控鉛酸蓄電池（VRLA），其密封效果好、無環境污染、體積小等優點。而直流充電機大都采用高頻開關電源模塊，該電源模塊具有效率高、重量輕、噪音小、配置靈活等特點。直流電源系統依靠監控裝置與變電站后臺及遠動系統實時通訊，從而達到在調度監控中心對直流系統進行三遙的目的。調控中心正常情況只從遠動通道取得比較少的信息，無法準確的反映出現場直流系統的運行狀態，不能對現場直流設備和蓄電池組的運行性能及工作狀態進行詳細的了解。整個直流電源遠程監控系統由下自上展開，可以劃分為數據采集層、網絡通訊層、管理應用層三個層次。各個變電站端的直流監控裝置通過RS485總線將數據采集層設備進行連接，它們對直流電源系統的不同運行數據進行采集，例如：充電機運行情況、電池電壓和內阻、饋線開關情況等。這些數據通過遠動機（或通訊管理機）、交換機、光纖網絡等組合在一起的網絡通訊層，把所采集的相關信息傳送至數據中心服務器，對收到的信息處理分類之后分發給各個管理應用層。遠程監控終端給予分級管理的權限，根據不同的權限設置，可以改變變電站的信息及參數或實現相關遠程監測及控制的目的。
2、變電站直流電源系統運行中存在的問題
2.1直流電源系統絕緣監察裝置原因
變電站直流電源系統由于投入運行后，將長期處在二十四小時不間斷運行狀態。而工作環境往往得不到有效控制，例如：環境溫度過高或過低、濕度大、灰塵等等。此外有些裝置設計、選材、制造的環節存在差距。長時間運行在這種環境下導致元器件導體表面出現腐蝕現象。對于一些較為薄弱的設備、元件絕緣介質損耗嚴重，性能也會有極大程度降低。由于絕緣監察裝置存在問題，現場絕緣監察裝置時有裝置死機、插件損壞、燒毀等情況出現。部分絕緣監察裝置在同一母線多路電源饋線絕緣同時下降時無法正確報警。還有個別絕緣監察裝置由于裝置內部故障造成直流系統絕緣下降。另外變電站內直流電源的網絡拓撲對絕緣監察裝置是否正常運行也造成直接的影響，如不少絕緣監察裝置所在的饋線屏其饋出線是采用輻射型，但到饋線回路中段或末端又錯接入小母線，形成環網結構。而現場大部分絕緣監察裝置都是采用輻射型檢測原理，于是造成了接地時可以報警但無法正確選線的問題。
2.2蓄電池維護問題的重點
維護工作人員維護意識不夠強。直流電源系參數設置偏差較大，使蓄電池組長期處在不良狀態運行。變電站蓄電池組數量眾多，維護工作量較大，需要持之以久。一旦維護工作不到位，時間一長，必會給電池帶來嚴重的后果和不可逆轉的危害。運行人員缺乏蓄電池使用維護意識，常年使用卻監測不到位。蓄電池組裝設的房間未安裝通風及空調設備或使用不當，電池組環境溫度因充放電、環境變化等因素經常運行在溫度超出規定范圍的環境下，不僅放電時電池容量大大縮小，更嚴重時會危害到電池的使用壽命，從而導致蓄電池損壞。
2.3充電機使用問題分析
維護工作人員對充電機的細節重視不足，例如有的大型變電站設有備用充電機，按照要求應定期投入運行，與在用充電機進行輪換。但實際卻常年不進行輪換，當需要使用時才發行充電機已有故障。有些高頻模塊裝有強制散熱風扇，長時間運行會聚集較多灰塵，清掃不及時將直接影響模塊的散熱甚至造成充電模塊損壞。部分變電站的相控直流電源由于自身因素，運行中可能會出現設備過熱及其它附加損失，并嚴重影響到電池壽命，造成電池和直流電源系統的安全運行帶來不利影響。
3、變電站直流電源系統的維護對策
3.1對于微機監控裝置的運行狀態研究以及相應的維護
?。?）微機監控裝置在正常工作過程中能夠自動發出運行方式轉換指令。對經過放電的蓄電池首先進行恒流限壓充電，恒流充電結束之后，自動轉為浮充充電，所進行的充電過程都會轉為直流充電機的持續正常工作。在直流電源運行一個周期之后微機監控裝置能夠進行自動轉換選擇充電方式，從而保證蓄電池電量始終高于90%以上，當出現站用交流電源失去時能夠滿足重要直流負荷的電力供應。（2）微機監控裝置在運行過程中，工作人員對監控裝置中各運行狀態進行觀測，若出現不正常的運行工況，工作人員需要對相關程序及參數進行及時修改、調整。如參數修改之后仍不符合相應的運行要求，需要將直流電源設置為手動控制方式，將已經出現問題的微機監控裝置關閉退出，由相關維修人員進行維修，在恢復正常之后才能再次使用。
3.2對于充電裝置的運行狀態分析以及維護
?。?）充電裝置正常運行中，工作人員應加強對充電裝置運行狀態的觀察以及設備運行參數監測。監控所包含的內容主要有：工作過程中聲音是否正是否有異常噪音出現；三相交流電源是否出現不平衡狀態；直流輸出值以及交流輸入值顯示及實測值是否正確或相符；各充電模塊輸出電流均衡狀態；設備其他各項參數是否正常等。通過這些數據監控才能保證充電裝置運行的穩定性。（2）充電裝置的維護工作主要是每隔一段時間對充電模塊進行除塵，以保證模塊工作時的正常散熱。除塵工作應將單個模塊取出并在室外進行，不應將多個模塊或所有模塊同時取出。取出模塊時應觀察其他模塊工作是否正常。除塵結束模塊投運后應對充電裝置工況進行觀察，保證充電裝置已轉入穩定正常的狀態。
3.3對于蓄電池的運行狀態研究以及日常維護
?。?）第一，不同的蓄電池所具備的充放電特性是不一樣的，所以說，在日常的使用過程中，同一款電源同負荷的情況下會因為不同的蓄電池之間存在特性差異而狀態不同，這樣對于整個直流電源系統工作性能都有著一定影響。因此同一組蓄電池應選擇同品牌、用型號、同批次、同生產日期、一致性好的蓄電池進行配組。第二，充電裝置運行狀態不穩定，輸出的直流電源質量不佳，紋波含量高等都會對電池壽命造成嚴重影響。第三，電池組運行環境不能有效控制。經常出現夏天溫度過高，冬天溫度過低的運行環境。惡略的運行環境不僅影響電池壽命，緊急情況下將無法滿足放電要求，直接導致直流負載過早失電。（2）在對蓄電池進行日常維護中需要檢查電池連接片和極柱是否松動或出現腐蝕情況；蓄電池整組、單體電壓正常；檢查安全閥或者周圍是否出現酸液；電池殼體是否變形；蓄電池溫度是否正常；檢測絕緣電阻是不是出現的降低問題等等。另外對充電裝置應定期進行校驗測試，保證充電機各項運行指標良好，保證直流電能輸出的質量。還有就是加強蓄電池環境的管理和有效控制，保證環境溫度等指標在要求范圍內。（3）高壓斷路器所使用的是直流動力合閘電源。一般情況下，直流動力合閘具有較高的額定合閘電流。所以在出現故障的時候，蓄電池因為受到較大的負荷沖擊，放電末端的能夠對于直流母線電壓值進行調整，這樣才能保證一、二次設備在最大范圍內正常運行。
4、結語
現今，在直流電源不斷完善的過程中，為保證變電站直流電源的正常運行，檢修人員的檢修質量也應當提升，以此來增強變電站直流電源更好的運行。掌握好的維護經驗，才能更好地保證變電站以及整個電網的安全。
參考文獻：
[1]剜玨.220kV塘橋變電站直流系統運行情況分析[J].瑚州師范學院學報，2016，11（18）：46-47.
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