变电站直流系统的运行和维护

收稿日期：2019-02-25

作者简介：黄启福（1980—），男，广西防城港人，大学专科，工程师，研究方向：电气自动化,电力电源。

变电站直流系统的运行和维护

黄启福

（珠海泰坦科技股份有限公司，

广东珠海519015）摘要：直流系统是为变电站断路器中多个设备提供电源的重要部分，主要为分合闸、回路仪表以及继电保

护和事故照明系统等提供直流电，被称为变电站二次系统心脏的直流系统，其对于变电站安全运行极为重要。文章总结了直流系统安装调试及维护等售后服后工作，论述了直流系统安全运行和维护。关键词：变电站；直流系统；运行和维护中图分类号：TM642

文献标识码：A

文章编号：1006-8937（2019）05-0085-02

DOI ：10.14165/ki.hunansci.2019.05.024

Operation and Maintenance of DC System in Substation

HUANG Qi-fu

（Zhuhai Titans Technology Co.，Ltd.，Zhuhai，Guangdong 519015，China ）

Abstract ：DC system is an important part of power supply for many devices in substation circuit breaker.It mainly provides DC power for switch-on，circuit instrument，relay protection and accident lighting system.It is called the heart of DC system of substa-tion secondary system.It is very important for the security of substation.This article was a summary of more than ten years of after-service work，such as installation，commissioning and maintenance of DC system，and discussed the security and maintenance of DC system.

Keywords ：Substation；DC system；Operation and maintenance

1变电站的直流系统分析

在当前我国自动化技术快速发展的环境下，自动化

无人值守的变电站也变得越来越多。国内生产直流电源系统的知名企业不下10家，如珠海泰坦科技、珠海瓦特、深圳奥特迅等，他们所生产的直流系统，其配置的组成是结合功能来进行划分的，主要包括了微机监控的模块系统、高频开关电源的模块以及控母调压的模块环节，而且还包括绝缘监测仪、蓄电池的监测仪器以及蓄电池组和高频开关整流模块等多个部分，而其各个工作原理主要就是：交流电经双电源切换后给高频充电模块输入，经过模块滤波、整流过程、高频逆变环节以及整流滤波输出220VDC 、110VDC 直流电压等，主要就是通过隔离二极管的隔离以后再进行输出，能够为蓄电池经常

充电，而且也能为直流负载带来能够供正常工作的电流需求。

2直流电源的监视系统

监控系统模块，此功能模块是整个直流系统运行状

态监测和控制的主要部分。具体功能为：对直流系统各种交直流电压、电流等数据进行测量和显示，并且通过对所获取的数据及信号进行分析，判断系统是否正常运行，以及蓄电组的智能充放电管理，而且还有LCD 显示屏和键盘等，这些属于人机界面的设备，而且还包含实现和后台机通讯的功能。

运行维护要求：①告警定值检查，运行时，往往此参数设值不合理，系统电压出现异常时未能发出告警，造成事故的发生。②控制参数定值的检查，特别是蓄电池

充电管理参数的检查，因此，参数设置是否合理，关系到蓄电池的使用寿命，应按直流系统所使用的具体电池品牌来设置参数。③定期检查微机监控各电压、电流的显示值和实际测量值是否一致。④定期模拟空开脱扣、熔丝熔断等故障告警功能。

3蓄电池的有效维护

在直流系统中，蓄电池可称为心脏部份，其运行可靠性直接关系到整个系统的安全运行，因此，蓄电池一般配备电池巡检装置来监控电池运行质量，主要为检测电池的单体电压、充电电流、内阻、温度。

一般情况下，按每2年开展一次核对性特点的放电工作，而针对已经运作了6年以上的蓄电池组来说，要通过每年开展一次的核对性放电试验工作，核对性放电前准备，先给蓄电池充满，再关充电机，接好放电负载对蓄电池根据0.1C10开展放电工作，并且也要进行计时和记录，针对各个蓄电池端的电压情况进行记录。而针对放电期间的8h前期，时隔半小时进行一次记录，直到9个小时后，要时隔10min进行一次记录。在10h后，每分钟要进行一次记录，直到10h放电结束后，停止记录。值得注意的是，在开展放电工作中，如果其中一节蓄电池端的电压存在已降至到1.8V、5.4V、10.8V等数值时，必须要停止放电工作，由此防止蓄电池出现损坏。电池核对性放电是目前最有效检测电池质量的方法，但也存在以下弊端：蓄电池核对性放电试验间隔周期长达1a，造成无法实时掌握真实容量。如果在此期间，出现蓄电池组中只要1只蓄电池性能不符合要求，都会直接导致整组失效，而通过检测电池电压和内阻，还不能完全可靠地找出异常电池。

一种及时发现性能劣化蓄电池的方法“蓄电池带载测试法”，检测原理为：直流电源监控装置按照设定值临时调低充电装置输出电压，使充电装置输出电压在设定的时间段内，低于蓄电池组端电压，此时，自动由蓄电池组向直流负载供电，如果在设定的时间内蓄电池组端电压仍保持高于设定值，说明蓄电池容量符合要求，同时，在设定时间到达后结束测试，如果在设定的时间内蓄电池组端电压下降至设定值，说明蓄电池容量不满足要求，直流监控装置发出告警信号，提示蓄电池运维人员处理，同时，立即结束测试。

测试过程中，如果蓄电池出现开路等异常，充电装置仍可以将直流电压维持在允许范围内（即设定值），直流负荷仍正常运行。4有效开展接地故障的处理工作

对于直流系统的接地，属于直流系统中比较常见的

故障问题，其直流系统如果存在接地不会对直流系统正

常运作带来过大的影响，可是会导致不接地极的对地电

压发生升高现象，如果长期处于这样的运行状态，那么

将会导致两点接地，最终会带来短路问题。

绝缘监控模块：此装置主要功能为监测交流窜入和

母线环网检测功能，直流母线绝缘和直流支流馈出的绝

缘。母线绝缘监测原理，是在装置或系统上安装平衡电

阻，使正母线对地电压和负母线对地电压一致，如正母

线和负母线绝缘不好，就使平衡电阻不平衡，使正母线

对地和负母线对地电压不一致，通过换算出接地电阻。

而对于支路绝缘检测，一般采取以下两种方法：首先，运

用交流法开展工作，其主要运用交流互感器开展工作，

针对有接地的情况，其主机要在直流母线中注入大约7～15V和7～25Hz的交流信号，而且对于接地支路的互感器当中如果感应出了电压，要通过计算机的采集处

理后再进行判断，该原理缺点主要就是支路会给对地电

容选线精度带来影响；而且因给直流母线注入了低频的

信号源，这样会导致直流母线存在叠加低频的交流信

号，对保护带来一定的干扰。如果低频信号源中出现短

路，也将会导致直流母线存在短路问题。其次，运用直流

法，要运用直流互感器开展工作，其各个互感器都是拥

有磁调制微伏的放大电路的，在有接地现象出现时，其

直流互感器内将会感应出其电压通过放大进入到主机

进行采集处理，之后，再做出判断，该原理不用向直流母

线注入类型信号源，在支路电容上也不会对选线精度带

来影响，属于较为先进的检测原理形式。

绝缘故障的排查方法：正常情况下出现支路接地，

绝缘检测可以准确做出判断具体接地支路和对应的电

阻值，如不能，需检查设备的平衡电阻是否设置正确及

正常投入，绝缘检测CT是否正常。如绝缘检测还是无法

找出接地处，可以用以下办法：首先，通过把直流系统进

行划分，形成几个不相联系的环节，也就是运用分网法

来缩小实际的查找范围。其次，针对不重要地直流负荷

和不能转移地分路，运用“瞬停法”（不应超过3s）的形

式，而且各个站也要结合本站的情况来明确拉路的顺

序；针对较为重要地直流负荷，运用转移负荷法开展工

作，由此更好地查找其分路带回路是否存在接地。最后，

针对接地点如果母线出现非馈出支路，就要运用逐段排

除的形式去确认告警的位置，主要就是（下转第98页）