王貴福

（山東省交通運輸廳機關(guān)服務(wù)中心，山東 濟南 250000）

有關(guān)10kV高壓配電系統(tǒng)直流電源選用、運行和維護的研究

王貴福

（山東省交通運輸廳機關(guān)服務(wù)中心，山東 濟南 250000）

隨著社會的進步，我國對于電力的需求變得越來越高。在10kV高壓配電系統(tǒng)中，通常都會采用直流電源來作為真空斷路器操作、微機繼保、故障指示與系統(tǒng)運營狀態(tài)等工作電源。而如何合理的選用、運行和維護10kV高壓配電系統(tǒng)中的直流電源，使其能夠充分滿足所需要的供電負荷需求，也成為了現(xiàn)階段業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注的重點問題。文章著重對有關(guān)10kV高壓配電系統(tǒng)直流電源的選用、運行以及維護展開了深入的分析與探討。

10kv高壓配電系統(tǒng)；直流電源；選用、運行和維護

目前，電力系統(tǒng)主要是由變電、配電、發(fā)電、輸電與用電等相關(guān)設(shè)備技術(shù)所組成的完整工作系統(tǒng)。配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)中最為重要的一環(huán)，其主要的職責(zé)是將電力能源分配給所需要的用戶。而直流電源來作為真空斷路器操作、微機繼保、故障指示與系統(tǒng)運營狀態(tài)等工作電源，在日常的使用中，若是對直流電源的選取或維護不當(dāng)，則很容易造成重大的電力事故發(fā)生。因此，必須要根據(jù)實際的情況，選擇最為合適的直流電源設(shè)備，并做好日常的運行與維護工作，從而保證配電系統(tǒng)的安全性與可靠性。

1 直流電源正常運行的重要性與主接線形式

在10kV高壓配電系統(tǒng)中，直流電源的穩(wěn)定運行能夠有效保障配電站內(nèi)電力設(shè)備的運行與各項操作。配電站內(nèi)的直流電源不但肩負著向站內(nèi)提供操作電源的重要作用，同時也起到了保護電源的功能。若是站內(nèi)的直流電源無法正常運行，導(dǎo)致操作電源消失時，那么便會使整個配電站內(nèi)電氣操作無法完成，處于癱瘓狀態(tài)；而若是保護電源消失，那么配電站則會處于無保護的強送電狀態(tài)，在這種情況下，一旦高于設(shè)備出現(xiàn)故障，配電站無法將故障設(shè)備從電網(wǎng)中切除，而故障高壓設(shè)備中的短路電流便會產(chǎn)生強大的熱效應(yīng)與機械效應(yīng)，很容易導(dǎo)致整個高壓設(shè)備的損壞與燒毀，嚴重時甚至還會引發(fā)重大的火災(zāi)與爆炸事故，對于工作人員的生命安全，以及配電站的正常運行造成嚴重的影響。因此，必須要選擇合適的直流電源，并做好日常的運行與維護工作，保證直流電源的正常運行。而在直流電源的主接線形式中，直流系統(tǒng)通常會采用簡單可靠的“單母線不分段”的接線方式，HM母線通過DC/DC單元直接關(guān)聯(lián)到KM母線上，以此能夠同時滿足真空斷路器操作、微機繼保、故障指示與系統(tǒng)運營狀態(tài)等正常工作。

2 10kV高壓配電系統(tǒng)直流電源的選用

在10kV高壓配電系統(tǒng)直流電源的選用中，直流電源成套裝置應(yīng)當(dāng)能夠具備以下5種功能：①高壓真空斷路器的操作電源；②通訊電源；③繼電保護裝置和安全自動裝置的工作電源；④事故照明電源；⑤不同運行方式下的信號監(jiān)視電源。

在充電機組的選用中，目前直流電源成套裝置主要采用了智能高頻開關(guān)模塊式充電機組，這種充電機組與傳統(tǒng)的磁飽和式充電相比，在穩(wěn)壓精度、穩(wěn)流精度以及波紋系數(shù)中都有著大幅度的提升。另外，在智能高頻開關(guān)模塊式充電機組中，還配備了完善的監(jiān)控單元，監(jiān)控單元的主要功能包含了以下9項：①智能型電池的充電管理功能；②遠程通信功能；③告警處理與記錄功能；④能夠在現(xiàn)場直接設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)；⑤監(jiān)測直流饋電輸出的電壓；⑥三相交流電壓的檢測功能；⑦能夠檢測各種支路饋線的開關(guān)狀態(tài)；⑧配有4路可設(shè)置的開關(guān)輸出；⑨歷史記錄與斷電保持功能。

在電力智能高頻開關(guān)電源模塊的配置中，需要遵循以下原則：綜合權(quán)衡高壓配電系統(tǒng)經(jīng)常性負荷與電池組中所需要的充電電流，并選取整流模塊電流等級，按照相關(guān)的標準規(guī)定來進行“N+1”熱備配置。例如，在24AH/220V的系統(tǒng)中，可以選取整流模塊規(guī)格與數(shù)量為2.5A×2個；在100AH/220V的系統(tǒng)中，可以選取整流模塊規(guī)格與數(shù)量為10A×3個。

在蓄電池的選用中，自從10kV配電系統(tǒng)主開關(guān)無油化技術(shù)推廣以來，傳統(tǒng)的少油開關(guān)基本已經(jīng)被全部淘汰，而高頻率的鎬鎳蓄電池也已經(jīng)很少應(yīng)用在10kV配電系統(tǒng)中?，F(xiàn)階段通常使用閥控式的鉛酸蓄電池，這種蓄電池具有低倍率密封以及免維護等特點，且使用壽命也比傳統(tǒng)的蓄電池長一倍之久。而在實際的應(yīng)用中，如遇到特殊情況還需要根據(jù)實際情況來選擇適合的蓄電池。

3 10kV高壓配電系統(tǒng)直流電源的運行和維護

（1）充電機組的運行與維護。在直流電源成套裝置的運行中，主要是由蓄電池與智能充電機兩部分構(gòu)成。在正常運行的情況下，充電機組除了向高壓系統(tǒng)提供負荷之外，還需要向蓄電池提供均充/浮充電。一旦交流失壓時，蓄電池組向外提供直流電源，其運行與管理部分則由監(jiān)控單元來執(zhí)行，運行的參數(shù)需要根據(jù)高壓配電系統(tǒng)的需求來進行設(shè)置。而在充電機組的運行與維護中，監(jiān)控單元則是機組中的核心，主要負責(zé)機組的運作與管理。在日常的維護工作中，需要定期查看監(jiān)控單元顯示屏，了解機組的具體運行情況，尤其是需要注意風(fēng)冷式整流模塊的散熱風(fēng)機是否處于正常工作狀態(tài)，避免因為過熱而造成設(shè)備壽命縮短的情況，若出現(xiàn)絕緣報警時，應(yīng)當(dāng)立刻查處故障的所在，并及時進行故障排除?，F(xiàn)階段隨著技術(shù)的進步，通常都是采用接插式的整流模塊，這種整流模塊都可以帶電進行拔插，為維修工作提供了不小的便利性。

（2）蓄電池組的運行與維護。蓄電池在通常工況下運行處于浮充電狀態(tài)，蓄電池組的主要運行狀態(tài)分為均充電與浮充電兩種。在日常的運行中，主要是用于監(jiān)視電池組段的電壓、充電/浮充電流、單體電池電壓、外形變異、殼體溫度與絕緣體狀態(tài)等。在交流電源失壓后，電池組則會對合閘與控制母線進行送電，并為真空斷路器分、合閘回路與微機繼保、狀態(tài)指示、通信和故障報警等提供直流工作電源。在配網(wǎng)運行的直流電源成套裝置中，處于成本考慮，一般會配置一組蓄電池，而在進行維護的工作中，通常不能退出運行單獨進行維保，這樣會導(dǎo)致無法進行全核對性放電，只能夠進行半容操作，如果在電網(wǎng)穩(wěn)定時，也可以全容核對性放電活化蓄電池。

（3）其他功能單元的運行與維護。在10kV高壓配電系統(tǒng)直流電源中，除去充電機組與蓄電池之外，還有直流降壓單元、絕緣監(jiān)察單元、各輸出單元與閃光單元等配置。直流電源降壓單元主要是將合閘電壓調(diào)節(jié)到控制電壓，使控制電壓能夠維持在220V±5V。在日常的運行中，控制器可以進行自動設(shè)置與手動運行，當(dāng)控制器出現(xiàn)了故障時，應(yīng)當(dāng)將其調(diào)制手動運行在進行調(diào)整工作；絕緣監(jiān)察單元主要功能是監(jiān)視合閘母線、控制母線與電池組的絕緣狀態(tài)，在220V的系統(tǒng)中，若是絕緣電小于25K時，便會自動進行報警，出現(xiàn)報警之后應(yīng)當(dāng)立刻對故障進行排查；輸出單元主要是指控制與合閘的各輸出回路；閃光單元主要是用于監(jiān)視真空斷路器主令開關(guān)的位置是否與斷路分/合閘的位置相對應(yīng)，避免出現(xiàn)誤操作。

4 結(jié)語

綜上所述，在10kV高壓配電系統(tǒng)中，直流電源不但肩負著向站內(nèi)提供操作電源的重要作用，同時也起到了保護電源的功能。因此，必須要根據(jù)實際情況來選擇合適的直流電源，而在直流電源的運行和維護中，需要注重充電機組的運行與維護、蓄電池組的運行與維護，以及其他各項功能單元的運行與維護，只有這樣才能夠保證配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

［1］王榮剛.10kV高壓電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)的研制［D］.西安：西安科技大學(xué)，2008.

［2］劉志云.關(guān)于10kV高壓配電系統(tǒng)直流電源選用、運行和維護的探討［J］.科技風(fēng)，2015，（2）：1+28.

［3］王建國.試析關(guān)于鐵路10kV配電所直流電源系統(tǒng)的運行維護［J］.科技與創(chuàng)新，2015，（5）：98-99.

［4］劉鵬.鐵路10kV配電所直流電源系統(tǒng)的運行與維護［J］.鐵道建筑，2004，（9）：82-84.

王貴福，主要研究方向：配電系統(tǒng)。