500kV变电站直流系统的运行分析

　　一、引言

　　直流系统作为变电所电气设备的操作及控制电源，是主要电气设备的控制、保护、信号、计算机监控系统及事故照明等的电源，是一个庞大的多支路供电系统。直流系统接地故障经常发生，当一点接地时，暂时不影响整个直流系统的正常运行，但如果不迅速排除故障，系统再发生第二点接地故障时，可能引起保护误动作，造成事故。直流系统工作状况好坏直接影响电力系统、变电站设备、控制与保护系统以及通信系统安全、可靠和高效运行。

　　二、变电站直流系统绝缘监测装置的工作原理

　　某500kV变电站直流回路共设置四台微机绝缘监测仪，在直流两段主母线各设置一台微机绝缘监测仪，在500kV直流分屏1和220kV直流分屏1内各设置一台微机绝缘监测仪。直流微机绝缘监测仪具有监测、自诊断、显示及控制功能。这四台微机绝缘监测仪采用的是某公司MC6000型直流系统微机监控装置。此装置的工作方式：由(不)平衡电桥进行母线绝缘检测、各馈出支路智能传感器直接检测支路接地漏电流。智能传感器采用美国ATMAL公司的AVR高速单片、软件磁调制的工作原理，检测接地漏电流，通过SBS三总线数字通讯技术将数据传送到主机，得出接地电流数据，选线快速准确。软件自动跟踪传感器输出电流变化，及时进行零点标定，消除剩磁影响。

　　工作过程：当回路绝缘水平正常时，穿过传感器的直流电流大小相等，方向相反，即I+=I-，传感器的输出为零;当直流系统发生接地时，智能传感器内部磁调制电路对直流电流形成的磁场信号进行感应、放大、运算，待微机发出查询命令后，传感器立即将每条支路实时数据通过SBS三总线送给主机，主机通过运算处理，立即显示出正、负对地电阻。当某一支路的数值超过设定值时，主机即发出该支路接地报警信号，实现故障的快速定位。由于采用的是SBS三总线数据通讯传输，不易受到外界信号干扰，保证了选线的快速、准确。

　　三、变电站直流系统配置及运行方式

　　此变电站1lOV直流系统有两段直流母线，三台充电机。1号充电机接于I段蓄电池母线，带直流I段母线，充第一组蓄电池;2号充电机接于II段蓄电池母线，带直流II段母线，充第二组蓄电池;3号充电机通过切换，可以带I段或II段直流母线。正常情况下3号充电机备用，当1号或2号充电机故障后，3号充电机投入，带I段或II段直流母线。

　　图为变电站直流系统正常运行方式：I(II)段总电源开关4QA2(4)：正常在“合上”位置;I(II)段母线切换开关4QA1(3)：“至I(II)段母线”、“断开”、“I II段联络”3个位置，正常在“至I(II)段母线’’位置。充电机除供给正常的直流负载外，还向蓄电池充电，蓄电池正常采用浮充电运行方式。根据变电站运行规程规定，采用浮充电运行的蓄电池每月应进行一次均充电，以使蓄电池组的每个蓄电池电压均衡。进行均充电时，需要对方式进行调整。以对第一组蓄电池均充电为例，首先需要将4QA1从“至直流I段位置”切至“I II段联络”，然后断开I段总电源开关4QA2，用一号充电机对第一组蓄电池进行均充电。4QA1从“至直流I段位置”切至“I II段联络”的过程中要经过“断开”位置。这时第一组蓄电池1号充电机都没有接入I段母线，为了避免直流母线失电，必须在操作前先投入3号充电机。这中间存在巨大的安全隐患，虽然投入了3号充电机避免了直流母线失电，若在操作过程中出现极端情况3号充电机故障，I段母线将得不到第一组蓄电池的保护。再者4QA1是机械开关手动操作的，万一出现故障，卡在“断开”位置或‘I II段联络”位置都是灾难性的。卡在“断开”位置可能出现的危险情况如前面所述，就是充电机故障得不到蓄电池保护。如果4QA1卡在“I II段联络”位置，两段母线被强制互联了，此时出现直流接地故障的话两段母线不能分离。如前面对直流系统接地危害的分析，肯定扩大了事故范围，失去了设置双母线分段和对保护装置配备双路电源的意义。

　　四、系统蓄电池的维护

　　直流蓄电池是直流系统中不可缺少的电源设备，这种电源广泛应用于变电站中，正常时直流系统中的蓄电池组处于浮充电备用状态;当交流电压失电时，蓄电池迅速向事故性负荷提供能量，如事故照明、交流不停电电源、事故停电、断路器跳合闸等;同时，它也为事故停电时的控制、信号、自动装置、保护装置及通信等负荷提供电力。做好蓄电池的巡视、检查、维护工作对保证直流系统的可靠运行及电力系统的安全运行有着十分积极和重要的作用。

　　事实上，生产蓄电池的厂家各不相同、其维护方法和条件也有所差异、蓄电池结构不同、个体差异、或者维护人员维护业务不精等原因，蓄电池很容易发生提前失效的问题，严重时会导致整个蓄电池和电池组的损坏，会给电网的运行带来严重的威胁。杂质也会影响蓄电池的使用，致使端电压偏低的蓄电池电力不足，在运行中进行了大量放电之后机会使电力更加不足，从而导致蓄电池端电压下降，加剧了极板硫酸盐化，负极易产生硫酸铅的累积，蓄电池也会因此而提前失效。

　　五、其他设备的维护

　　(一)充电装置的维护

　　对于充电装置的维护应当对充电装置的交流输入电压、直流输出电压进行定期检查，检查其直流输出电压、电流、保护信号等是否在正常范围，是否有突发异常，绝缘状态是否良好。当交流电源中断时，蓄电池组会不断向直流母线供电，这时应对母线的电压进行及时的调整和控制，以确保控制母线电压值的稳定。当蓄电池组不断向外供电放电容量超过其额定容量的20%以上时，如果恢复交流电源供电后，应自动或立即手动启动充电装置，按照制造厂规定对蓄电池组进行充电。

　　(二)微机监控装置维护

　　监控装置主要对各功能模块和蓄电池等进行监控，运行中微机监控装置，通过操作按钮检测检查有关功能和参数，其各项参数应设定相应的权限和监督措施，保证其安全性。当微机监控装置故障时，应及时查看相应设备是否出现问题或采取相应的措施解决相关问题，系统调整到适当的运行方式，并将微机监控装置退出运行，检查修复后再投入运行。

　　六、结束语

　　直流系统是变电站的重要组成部分，关系到变电站的安全性和可靠性，在保证直流系统供电需求的前提下，结合变电站的实际情况制定直流系统的运行维护方法，保证直流系统的安全性、可靠性，提高变电站的运行管理维护水平。

　　参考文献：

　　[1]魏红，刘永杰.浅谈变电站直流系统的运行维护管理[J].内蒙古科技与经济，2010，(4).

　　[2]李均甫，张健能，任雪涛.浅谈变电站直流系统运行维护的几个问题[J].继电器，2004，32(17).

　　[3]朱志海.变电站蓄电池组维护与管理[J].电气制造，2010(8).