國網(wǎng)江蘇省電力公司泰州供電公司 戴紅波

1 直流系統(tǒng)的構(gòu)成

220kV 某站直流系統(tǒng)主要由蓄電池、充電設(shè)備、直流母線及輸出饋線構(gòu)成，本文以變電站直流系統(tǒng)為例，對其運行維護展開探討。

2 高頻模塊

高頻模塊的交流切換回路如圖1所示，不同回路的功能存在一定的差別，以DZK 微機控制高頻開關(guān)為例，有如下功能。

圖1 高頻模塊交流切換回路

一是輸出過電壓保護：出現(xiàn)過電壓模塊自動鎖死，該模塊在點亮故障指示燈的同時自動退出工作，不會對系統(tǒng)整體的正常運轉(zhuǎn)造成阻礙；二是輸出限流保護：正常情況下，模塊的最大輸出電流小于額定電流的1.05倍，若在實際工作過程中，模塊電流超出這一數(shù)值，輸出電壓會被自動調(diào)低；三是短路保護：模塊在發(fā)現(xiàn)輸出電路存在短路現(xiàn)象時，會立即將輸出電壓調(diào)至零，保證短路電流在限流點以下，通過這種方式可以實現(xiàn)模塊輸出功率的有效管控。在避免模塊受損的同時，為故障排除后模塊的正常運轉(zhuǎn)提供助力；四是模塊并聯(lián)保護：系統(tǒng)模塊內(nèi)部均包含并聯(lián)保護電路，在模塊因故障而退出系統(tǒng)時，并聯(lián)保護電路的存在使得故障模塊不會對其他模塊的正常工作造成影響；五是過溫保護：在環(huán)境溫度過高，風(fēng)機停轉(zhuǎn)的情況下，模塊檢測散熱器會對模塊的溫度進行檢測，在發(fā)現(xiàn)測得的溫度超過75℃時，自動關(guān)閉模塊，在模塊溫度降至65℃時，自行啟動模塊。

更換高頻模塊時，應(yīng)先切斷相應(yīng)模塊交流開關(guān)，取出故障模塊，然后把完好模塊推進機架，檢查插好后，合上交流開關(guān)，相應(yīng)模塊應(yīng)工作；整流模塊。

有一延時啟動的過程，約幾秒鐘；啟動結(jié)束后，模塊正常工作，此時綠燈亮，黃燈閃，紅燈不亮。

3 直流系統(tǒng)的絕緣檢測裝置

3.1 母線監(jiān)測原理

在直流系統(tǒng)中，對直流母線接地的檢測可采用平衡電橋原理和不平衡電橋原理。平衡電橋電路如圖2所示，正常工況下，直流系統(tǒng)正、負兩極對地的絕緣電阻R3＝R4，由于裝置內(nèi)電阻R1=R2，因此，在由R1、R2、R3、R4構(gòu)成的四臂電橋中R1R4＝R2R3，滿足電橋平衡條件。A 點的電位與地電位相等，直流電壓表PV 指示為零。信號繼電器KS兩端無電壓，其不動作。

圖2 平衡電橋電路

當(dāng)某一極對地的絕緣電阻下降或直接接地時，R3不再等于R4，R1R4也就不等于R2R3，電橋平衡被破壞，A 點對地產(chǎn)生電壓，信號繼電器KS 動作，發(fā)出報警信號。該原理可以檢測全直流系統(tǒng)對地絕緣狀況，當(dāng)發(fā)生接地時可判斷出接地的極性。需要注意的是，若系統(tǒng)的絕緣同時下降，且兩者對地電阻差距偏小時，裝置檢測結(jié)果的準確性將會有所降低[1]。

直流母線對地絕緣電阻分為母線正對地絕緣電阻R+和負對地絕緣電阻R-，為了解這兩個絕緣電阻的具體值，需要通過設(shè)計兩個不平衡電路電橋的方式，構(gòu)建兩組獨立回路方程，在實際分析過程中，不平衡電橋電路如圖3所示。當(dāng)K1閉合，K2斷開時，則電橋1工作，電橋2不工作，此時可以列出電橋1的電回路方程式。當(dāng)K2閉合，K1斷開時，則電橋2工作，電橋1不工作，可以求得R+和R-。

圖3 不平衡電橋電路

正常情況下，R+與R-相同，U+與U-相同，但若發(fā)生絕緣受潮，就會有接地指示，接地相電壓有所下降，非接地相電壓有所提升，接地相電阻變小，若同時發(fā)生正負接地，則兩相電壓均會有變化，兩相接地電阻也會同時變小。

3.2 支路檢測原理

在檢測支路的過程中，可以先將超低頻信號源裝入主機中，使得4Hz 的超低頻信號經(jīng)由母線傳輸至直流系統(tǒng)。由于母線的每個支路上均安裝了交流傳感器，在支路回路上有接地電阻時，支路傳感器將出現(xiàn)感應(yīng)電流，并且電流大小與支路接地電阻阻值成反比。在對感應(yīng)電流進行處理后，可以利用RS485接口將其送入主機。此時，主機不僅可以有序采集各支路的傳感信號，還能接收信號采集模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。在完成信息處理工作后，可以將處理后的信息傳輸至液晶顯示器與上位機[2]。

另一種支路檢測原理：利用霍爾傳感器。通過在系統(tǒng)各支路上安裝霍爾電流互感器的方式，可以使支路正負線路均通過這一互感器，互感器在檢測得到線上直流電流差后，即可完成相應(yīng)數(shù)據(jù)檢測工作。因此，不必疊加低頻信號。

4 UPS 裝置的運行維護

B 站UPS 裝置如圖4所示，其運行維護流程如下。

圖4 B 站UPS 裝置

4.1 UPS 啟動規(guī)程

確認2臺主機后方的接線（包括輸入零、火位置，輸出零、火位置，旁路零、火位置，直流正、負位置）的正確無誤且無松動現(xiàn)象。確認屏柜的總交流進線零、火位置，總直流進線正、負位置的接線正確無誤且無松動現(xiàn)象。合上旁路空開PK、1PK、2PK，合上1JK、2JK（UPS1和UPS2的交流進線空開）和1ZK、2ZK（UPS1和UPS2的直流進線空開）。送入符合UPS 的輸入端要求的交直流電，合上主機后的輸入整流空開5S 后，合上主機后的電池空開，合上主機后的旁路空開啟動主機面板“ON”鍵，開啟逆變器。約10s，逆變輸出指示燈亮，再合上主機后的輸出空開，合上逆變屏柜上的3JK、4JK（UPS1和UPS2的輸出空開）。逆變屏上的負載母聯(lián)空開僅在UPS1或者UPS2中的任一臺出現(xiàn)故障時候使用，禁止隨意合上。

4.2 UPS 關(guān)機規(guī)程

按主機面板“OFF”鍵，關(guān)閉逆變器；關(guān)閉逆變屏上的1JK、2JK（UPS1和UPS2的交流進線空開），關(guān)閉1ZK、2ZK（UPS1和UPS2的直流進線空開），關(guān)閉PK、1PK、2PK，關(guān)閉3JK、4JK（UPS1和UPS2的輸出空開）。關(guān)閉主機后的電池空開，關(guān)閉主機后的主交流空開，關(guān)閉主機后旁路空開，關(guān)閉主機后的UPS 的輸出空開。

4.3 UPS 維修規(guī)程

如果UPS1出現(xiàn)故障需要UPS2給UPS1負載供電。按主機面板“OFF”鍵，關(guān)閉UPS1、UPS2的逆變器，將UPS1、UPS2都切換到旁路工作狀態(tài)，合上逆變屏上二段負載的母聯(lián)空開ZHK，把UPS1的旁路空開1PK 斷開，此時，UPS1的負載由UPS2的旁路供電。按UPS2主機面板上的“ON”鍵，開啟UPS2的逆變器（此時必須保證所有負載不大于單機的最大容量）；斷開屏柜上UPS1的1JK（交流進線空開）、1ZK（直流進線空開）、1PK（旁路空開）2JK（交流輸出空開）；關(guān)閉UPS1主機后的所有空開；此時，可退出UPS1主機，進行維修。

如果UPS2出現(xiàn)故障需要UPS1給UPS2負載供電，按主機面板“OFF”鍵，關(guān)閉UPS1、UPS2的逆變器，將UPS1、UPS2都切換到旁路工作狀態(tài)，合上逆變屏上二段負載的母聯(lián)空開ZHK，把UPS2的旁路空開2PK 斷開。按UPS1主機面板上的“ON”鍵，開啟UPS1的逆變器（此時必須保證所有負載不大于單機的最大容量），斷開屏柜上UPS2的3JK（交流進線空開）、2ZK（直流進線空開）、2PK（旁路空開）、4JK（交流輸出空開），關(guān)閉UPS2主機后的所有空開。此時，可退出UPS2主機，進行維修。

5 結(jié)語

直流系統(tǒng)的運行狀態(tài)與變電所繼電保護工作質(zhì)量以及自動化設(shè)備運行的穩(wěn)定性之間存在著直接的聯(lián)系。若直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法為設(shè)備提供正常的電力支持，整個變電所都將無法正常運轉(zhuǎn)。為保證供電所運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性切實降低上述情況的出現(xiàn)概率，加強直流系統(tǒng)運轉(zhuǎn)狀態(tài)的監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)并及時解決系統(tǒng)存在的問題，成了推動變電站安全有序運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵任務(wù)之一。