摘 要：本文基于直流電源系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)安全的重要性，提出了做好直流電源系統(tǒng)檢修與維護(hù)的必要，首先簡(jiǎn)介了變電站直流電源系統(tǒng)的組成，緊接著對(duì)蓄電池組、充電設(shè)備、直流屏裝置的維護(hù)要點(diǎn)展開分析，最后結(jié)合具體實(shí)例，詳細(xì)分析了直流電源系統(tǒng)的檢修措施，以及直流系統(tǒng)的反措與升級(jí)。

關(guān)鍵詞：直流電源系統(tǒng)；檢修；維護(hù)；反措

引言：

直流電源是電力系統(tǒng)的重要組成，承擔(dān)著為系統(tǒng)內(nèi)部的電力負(fù)荷、繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置、通信設(shè)備等提供不間斷電源的重任。當(dāng)電力系統(tǒng)因故失去交流電源時(shí)，能夠保電力設(shè)備能夠正常工作，

國(guó)家電網(wǎng)公司一直高度重視直流電源系統(tǒng)的檢修與維護(hù)工作，不斷督促完成直流電源的反措，加強(qiáng)直流電壓系統(tǒng)的技術(shù)監(jiān)督。

一、變電站直流電源系統(tǒng)簡(jiǎn)介

變電站直流電源是一種能夠持續(xù)為電力設(shè)備提供直流電源，并可以獨(dú)立操作的電源設(shè)備，直流電源的使用不受變電站運(yùn)行方式的影響，因此能夠作為變電站交流系統(tǒng)的后備電源。直流電源系統(tǒng)主要包括直流電源（蓄電池組）、充電設(shè)備（充電裝置、硅整流設(shè)備等）、直流負(fù)荷三個(gè)部分，為了提升直流電源系統(tǒng)的檢修與維護(hù)水平，有必要從設(shè)備驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)、巡視檢查、缺陷及異常處理、技術(shù)管理、培訓(xùn)等方面加強(qiáng)管理。

二、直流電源系統(tǒng)的維護(hù)

變電站直流電源一旦出現(xiàn)故障，可能引起變電站內(nèi)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置等二次設(shè)備誤動(dòng)作、信號(hào)設(shè)備誤發(fā)信號(hào)、斷路器拒絕動(dòng)作等，引起更加嚴(yán)重的故障，因此，有必要做好直流電源系統(tǒng)的檢修與維護(hù)，提升電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。

2.1 蓄電池組的維護(hù)

變電站蓄電池組數(shù)量眾多，具有較大的系統(tǒng)維護(hù)量。根據(jù)要求，220kV及以上變電站應(yīng)滿足兩組蓄電池、兩臺(tái)高頻開關(guān)電源或三臺(tái)相控充電裝置的配置要求，在蓄電池組的運(yùn)行和維護(hù)過程中，基于蓄電池存在單體結(jié)構(gòu)差異，應(yīng)該注重以下方面：

2.1.1 做好蓄電池組的投運(yùn)前檢查

在投運(yùn)前，應(yīng)定期檢查蓄電池端電壓偏差值和內(nèi)阻偏差值，確保是否在0.05V范圍內(nèi)，蓄電池內(nèi)阻偏差不超過10%，連接條的壓降不大于8毫伏；檢查防酸電池硫酸和蒸餾水的合格證，必要時(shí)應(yīng)對(duì)配置的電解液進(jìn)行化驗(yàn)；對(duì)蓄電池進(jìn)行核對(duì)性充放電試驗(yàn)，在三次充放電循環(huán)內(nèi)其容量應(yīng)達(dá)到額定容量的100%，否則為不合格。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，雖然國(guó)標(biāo)對(duì)蓄電池端電壓偏差值有嚴(yán)格的要求，但經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的使用和損耗，加之定期檢查工作落實(shí)不力，目前變電站內(nèi)存在較為普遍的蓄電池端電壓偏差值超標(biāo)現(xiàn)象。以福建省某220kV變電站的直流電源系統(tǒng)評(píng)價(jià)為例，在對(duì)兩組蓄電池進(jìn)行檢查的過程中，第一組蓄電池有3個(gè)電壓偏差值超標(biāo)；第二組蓄電池有5個(gè)電壓偏差值超標(biāo)。

2.1.2 嚴(yán)格控制蓄電池的浮充電方式和運(yùn)行參數(shù)

浮充電運(yùn)行的蓄電池組，除制造廠有特殊規(guī)定外，應(yīng)采用恒壓方式進(jìn)行浮充電。浮充電時(shí)，嚴(yán)格控制單體電池的浮充電壓上、下限，防止蓄電池因充電電壓過高或過低而損壞。

浮充電運(yùn)行的蓄電池組，應(yīng)嚴(yán)格控制所在蓄電池室環(huán)境溫度不能長(zhǎng)期超過30攝氏度，防止因環(huán)境溫度過高使蓄電池容量嚴(yán)重下降，運(yùn)行壽命縮短。

進(jìn)行定期核對(duì)性放電試驗(yàn)，確切掌握蓄電池的容量

新安裝或大修中更換過電解液的防酸蓄電池組，在第一年內(nèi)，每半年進(jìn)行一次核對(duì)性放電試驗(yàn)。運(yùn)行一年以后的防酸蓄電池組，每隔一、兩年進(jìn)行一次核對(duì)性放電試驗(yàn)。

新安裝的閥控密封蓄電池組，應(yīng)進(jìn)行全核對(duì)性放電試驗(yàn)。以后每隔三年進(jìn)行一次核對(duì)性放電試驗(yàn)。運(yùn)行了六年以后的蓄電池組，每年做一次核對(duì)性放電試驗(yàn)。

2.2 蓄電池充電設(shè)備的維護(hù)

在變電站的日常運(yùn)行過程中，蓄電池一直處于浮充狀態(tài)，需要通過充電設(shè)備進(jìn)行充電。充電設(shè)備在投運(yùn)前的檢測(cè)項(xiàng)目主要包括：絕緣電阻測(cè)量；電壓調(diào)整功能試驗(yàn)；穩(wěn)流、穩(wěn)壓精度、紋波系數(shù)、均流等主要指標(biāo)測(cè)試；限流及限壓特性試驗(yàn)；保護(hù)及報(bào)警功能試驗(yàn)。

對(duì)微機(jī)型充電設(shè)備，還應(yīng)增加下列試驗(yàn)項(xiàng)目：并機(jī)均流試驗(yàn)；控制程序試驗(yàn)；顯示及檢測(cè)功能試驗(yàn)；三遙功能試驗(yàn)。

2.3 直流屏與監(jiān)測(cè)裝置的維護(hù)

直流監(jiān)測(cè)裝置包括絕緣、電壓、閃光、絕緣在線、監(jiān)控機(jī)、電壓調(diào)節(jié)裝置、端電池調(diào)節(jié)器等，直流屏的種類也有很多，以變電站中常見的GZDW系列高頻開關(guān)的直流電源柜為例，如下圖1所示：

圖1：GZDW系列高頻開關(guān)的直流電源柜

如上圖1所示，該GZDW系列高頻開關(guān)的直流電源柜包括高頻開關(guān)充電模塊、集中參數(shù)控制、降壓裝置、兩路交流自切等模塊，電池組正常情況下處于浮充狀態(tài)，經(jīng)過降壓裝置降壓夠向被控設(shè)備供電，集中參數(shù)控制器用來控制蓄電池的充電過程，交流I和交流II為恒流主充電、均充電兩路交流，通過集中控制器可以設(shè)定兩路交流的自切，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)單體充電模塊的集中控制。

在對(duì)直流屏設(shè)備的維護(hù)中，應(yīng)該注重以下幾個(gè)方面：

2.3.1定期進(jìn)行巡視和檢查

確保三相交流輸入電壓平衡，未出現(xiàn)缺相。檢查屏內(nèi)輸入的保護(hù)信號(hào)是否正常，各輸入輸出的模擬量量值是否正確、光字牌指示是否正確、蓄電池的浮充狀態(tài)是否正常等。

2.3.2 密切關(guān)注微機(jī)監(jiān)控器狀態(tài)

微機(jī)監(jiān)控器是整個(gè)直流電源系統(tǒng)的核心部件，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，如果未能做好維護(hù)工作，很有可能出現(xiàn)死機(jī)、黑屏等情況，微機(jī)監(jiān)控器一旦出現(xiàn)故障，將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成巨大影響，因此，必須密切關(guān)注微機(jī)監(jiān)視器的情況，確保其顯示、控制、自診斷等功能正常。

三、直流電源系統(tǒng)的故障處理

3.1 直流電源系統(tǒng)的檢修

為降低直流電源系統(tǒng)的故障率，排除事故隱患，直流電源系統(tǒng)檢修以運(yùn)行維護(hù)、定期檢測(cè)、故障處理等為主要內(nèi)容；運(yùn)行單位應(yīng)定期開展直流電源運(yùn)行分析，制訂預(yù)防直流電源系統(tǒng)事故的預(yù)案。

按照國(guó)家電網(wǎng)公司的規(guī)定，蓄電池、充電裝置、直流屏主要元器件及監(jiān)察裝置的檢測(cè)周期為每年至少一次，其中，蓄電池的檢測(cè)項(xiàng)目主要包括：電壓、內(nèi)阻、溫度等；充電裝置的檢測(cè)項(xiàng)目主要包括：穩(wěn)壓、穩(wěn)流、交流輸入、直流輸出等。監(jiān)察裝置的檢測(cè)項(xiàng)目主要包括：外觀、參數(shù)設(shè)置、顯示值、動(dòng)作值、回路及信號(hào)等。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，蓄電池檢修過程中，常見的問題包括：電壓偏差值超標(biāo)、蓄電池負(fù)極柱爬酸、蓄電池極板出現(xiàn)彎曲、短路、開路、硫化等。充電設(shè)備常見的問題包括：未進(jìn)行直流充電裝置的穩(wěn)壓、穩(wěn)流精度和紋波系數(shù)、并機(jī)均流測(cè)試；未采取防止降壓裝置開路造成控制母線失壓的措施等。

例如，某110kV變電站在對(duì)直流系統(tǒng)進(jìn)行的日常巡視過程中，發(fā)現(xiàn)該站所有的開關(guān)紅綠燈都熄滅了，再檢查微機(jī)監(jiān)控器時(shí)，發(fā)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)視器正常，且顯示的所有單體電池和電池組的電壓值正常。經(jīng)過仔細(xì)的排查，發(fā)現(xiàn)輸出電壓的導(dǎo)線與蓄電池的連接處出現(xiàn)松脫現(xiàn)象，引起直流母線失電，導(dǎo)致所有的開關(guān)紅綠燈都熄滅。

3.2 直流電源系統(tǒng)的反措

為防止直流系統(tǒng)事故，國(guó)家電網(wǎng)公司先后出臺(tái)了《預(yù)防直流電源系統(tǒng)事故措施》（國(guó)家電網(wǎng)生[2004]641號(hào)）、《直流電源系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)定》（國(guó)家電網(wǎng)技[2005]174號(hào)）及有關(guān)規(guī)程、規(guī)定。

目前，直流電源系統(tǒng)的反措主要包括：系統(tǒng)配置、運(yùn)行方式、供電方式、直流回路使用空氣斷路器、熔斷器的要求、充電裝置反措要求、蓄電池的反措要求、絕緣監(jiān)察裝置及失地檢測(cè)裝置、事故預(yù)案開展情況等。

目前，福建省電力公司定期進(jìn)行直流電源系統(tǒng)的反措抽查并進(jìn)行通報(bào)，就相應(yīng)的檢查內(nèi)容和存在問題進(jìn)行詳細(xì)通報(bào)，要求相關(guān)變電站根據(jù)反措要求進(jìn)行詳細(xì)的整改。例如，根據(jù)福建省反措要求，兩組蓄電池的變電站直流母線應(yīng)采用分段運(yùn)行方式，每段母線分別由獨(dú)立的蓄電池組供電，并在兩段直流母線之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)斷路器或隔離開關(guān)，正常運(yùn)行時(shí)斷路器或隔離開關(guān)處于斷開位置；但在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，泉州某變電站部分負(fù)載的接線方式設(shè)計(jì)成可由兩段母線相互供電的方式，

運(yùn)行時(shí)有可能造成兩段直流母線并列運(yùn)行，針對(duì)這種情況進(jìn)行了通報(bào)，并要求相應(yīng)的變電站對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)定，避免并列運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)：

隨著我國(guó)建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的進(jìn)程不斷推進(jìn)，直流電源系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠日益重要，做好直流電源系統(tǒng)的檢修與維護(hù)，對(duì)提升直流電源系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、發(fā)現(xiàn)事故隱患、降低直流系統(tǒng)故障率起到重要作用，因此，直流電源系統(tǒng)的運(yùn)行人員應(yīng)該充分掌握直流電源系統(tǒng)的工作原理，不斷加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，提升自我專業(yè)素養(yǎng)，全方位的關(guān)注直流電源系統(tǒng)的檢修與維護(hù)，確保變電站安全供電。

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[5]電力工程直流電源設(shè)備通用技術(shù)條件及安全要求GB19826-2005.

作者簡(jiǎn)介：

鄭章杰（1977.07-） 男， 大學(xué)本科，，福建宏瑞建設(shè)工程有限公司 工程師。