直流电源系统的检修与维护

直流电源系统的检修与维护

作者：郑章杰

来源：《科学与财富》2015年第24期

摘要：本文基于直流电源系统对电力系统安全的重要性，提出了做好直流电源系统检修与维护的必要，首先简介了变电站直流电源系统的组成，紧接着对蓄电池组、充电设备、直流屏装置的维护要点展开分析，最后结合具体实例，详细分析了直流电源系统的检修措施，以及直流系统的反措与升级。

关键词：直流电源系统；检修；维护；反措

引言：

直流电源是电力系统的重要组成，承担着为系统内部的电力负荷、继电保护和安全自动装置、通信设备等提供不间断电源的重任。当电力系统因故失去交流电源时，能够保电力设备能够正常工作，

国家电网公司一直高度重视直流电源系统的检修与维护工作，不断督促完成直流电源的反措，加强直流电压系统的技术监督。

一、变电站直流电源系统简介

变电站直流电源是一种能够持续为电力设备提供直流电源，并可以独立操作的电源设备，直流电源的使用不受变电站运行方式的影响，因此能够作为变电站交流系统的后备电源。直流电源系统主要包括直流电源（蓄电池组）、充电设备（充电装置、硅整流设备等）、直流负荷三个部分，为了提升直流电源系统的检修与维护水平，有必要从设备验收、运行维护、巡视检查、缺陷及异常处理、技术管理、培训等方面加强管理。

二、直流电源系统的维护

变电站直流电源一旦出现故障，可能引起变电站内继电保护和安全自动装置等二次设备误动作、信号设备误发信号、断路器拒绝动作等，引起更加严重的故障，因此，有必要做好直流电源系统的检修与维护，提升电网安全运行水平。

2.1 蓄电池组的维护

变电站蓄电池组数量众多，具有较大的系统维护量。根据要求，220kV及以上变电站应满足两组蓄电池、两台高频开关电源或三台相控充电装置的配置要求，在蓄电池组的运行和维护过程中，基于蓄电池存在单体结构差异，应该注重以下方面：

2.1.1 做好蓄电池组的投运前检查

在投运前，应定期检查蓄电池端电压偏差值和内阻偏差值，确保是否在0.05V范围内，蓄电池内阻偏差不超过10%，连接条的压降不大于8毫伏；检查防酸电池硫酸和蒸馏水的合格证，必要时应对配置的电解液进行化验；对蓄电池进行核对性充放电试验，在三次充放电循环内其容量应达到额定容量的100%，否则为不合格。

根据现场经验，虽然国标对蓄电池端电压偏差值有严格的要求，但经过长时间的使用和损耗，加之定期检查工作落实不力，目前变电站内存在较为普遍的蓄电池端电压偏差值超标现象。以福建省某220kV变电站的直流电源系统评价为例，在对两组蓄电池进行检查的过程中，第一组蓄电池有3个电压偏差值超标；第二组蓄电池有5个电压偏差值超标。

2.1.2 严格控制蓄电池的浮充电方式和运行参数

浮充电运行的蓄电池组，除制造厂有特殊规定外，应采用恒压方式进行浮充电。浮充电时，严格控制单体电池的浮充电压上、下限，防止蓄电池因充电电压过高或过低而损坏。

浮充电运行的蓄电池组，应严格控制所在蓄电池室环境温度不能长期超过30摄氏度，防止因环境温度过高使蓄电池容量严重下降，运行寿命缩短。

进行定期核对性放电试验，确切掌握蓄电池的容量

新安装或大修中更换过电解液的防酸蓄电池组，在第一年内，每半年进行一次核对性放电试验。运行一年以后的防酸蓄电池组，每隔一、两年进行一次核对性放电试验。

新安装的阀控密封蓄电池组，应进行全核对性放电试验。以后每隔三年进行一次核对性放电试验。运行了六年以后的蓄电池组，每年做一次核对性放电试验。

2.2 蓄电池充电设备的维护

在变电站的日常运行过程中，蓄电池一直处于浮充状态，需要通过充电设备进行充电。充电设备在投运前的检测项目主要包括：绝缘电阻测量；电压调整功能试验；稳流、稳压精度、纹波系数、均流等主要指标测试；限流及限压特性试验；保护及报警功能试验。

对微机型充电设备，还应增加下列试验项目：并机均流试验；控制程序试验；显示及检测功能试验；三遥功能试验。

2.3 直流屏与监测装置的维护

直流监测装置包括绝缘、电压、闪光、绝缘在线、监控机、电压调节装置、端电池调节器等，直流屏的种类也有很多，以变电站中常见的GZDW系列高频开关的直流电源柜为例，如下图1所示：

图1：GZDW系列高频开关的直流电源柜

如上图1所示，该GZDW系列高频开关的直流电源柜包括高频开关充电模块、集中参数控制、降压装置、两路交流自切等模块，电池组正常情况下处于浮充状态，经过降压装置降压够向被控设备供电，集中参数控制器用来控制蓄电池的充电过程，交流I和交流II为恒流主充电、均充电两路交流，通过集中控制器可以设定两路交流的自切，从而实现对单体充电模块的集中控制。

在对直流屏设备的维护中，应该注重以下几个方面：

2.3.1定期进行巡视和检查

确保三相交流输入电压平衡，未出现缺相。检查屏内输入的保护信号是否正常，各输入输出的模拟量量值是否正确、光字牌指示是否正确、蓄电池的浮充状态是否正常等。

2.3.2 密切关注微机监控器状态

微机监控器是整个直流电源系统的核心部件，经过长时间的运行，如果未能做好维护工作，很有可能出现死机、黑屏等情况，微机监控器一旦出现故障，将对整个系统造成巨大影响，因此，必须密切关注微机监视器的情况，确保其显示、控制、自诊断等功能正常。

三、直流电源系统的故障处理

3.1 直流电源系统的检修

为降低直流电源系统的故障率，排除事故隐患，直流电源系统检修以运行维护、定期检测、故障处理等为主要内容；运行单位应定期开展直流电源运行分析，制订预防直流电源系统事故的预案。

按照国家电网公司的规定，蓄电池、充电装置、直流屏主要元器件及监察装置的检测周期为每年至少一次，其中，蓄电池的检测项目主要包括：电压、内阻、温度等；充电装置的检测项目主要包括：稳压、稳流、交流输入、直流输出等。监察装置的检测项目主要包括：外观、参数设置、显示值、动作值、回路及信号等。

根据现场经验，蓄电池检修过程中，常见的问题包括：电压偏差值超标、蓄电池负极柱爬酸、蓄电池极板出现弯曲、短路、开路、硫化等。充电设备常见的问题包括：未进行直流充电