变电站直流系统稳定性提高解决策略

变电站直流系统稳定性提高解决策略

黄绍雄

国网湖南省电力有限公司怀化供电分公司 418000

摘要：电力对一个城市的建设和发展是不可或缺的东西，对人们的生产和生活都发挥着很大的作用。通常情况下变电站在建设过程中是按照专业进行划分的，很多变电站在功能上存在着许多问题，影响电力系统的发展和进步。变电站作为电网的重要枢纽，而直流系统是为变电站控制保护提供电源的重要单元。为此，分析了变电站系统运行中存在的主要问题，并根据实际情况提出了相应的对策，为后续变电站直流系统稳定性的提高提供了可靠的依据。  　　关键词：变电站；直流系统；提高稳定性  　　  　　1 直流系统介绍

变电站直流系统主要由充电装置、蓄电池和直流负载三部分组成。 直流屏是一种新型的数字控制、保护、管理和测量直流系统，直流屏包括交流分配模块、充电模块、绝缘监测、电池检测、稳压、微机中央信号等功能。 主机配有液晶触摸屏，以数字和汉字显示各种工况和参数，方便简单。 主要相关模块包括: 交流配电单元、充电模块、绝缘监测模块、电池检测模块、稳压模块、微机监测模块等。

（1）交流配电单元，它主要有两个作用，其一是引入交流电源并实现充电;其二是实现互相切换交直流电源。

（2）充电模块，将三相交流电380V转变为220V直流电压，一方面对蓄电池进行充电和提供合闸输出，另一方面经过直流馈电屏为各直流负荷供电。

（3）绝缘监察核心目标是对绝缘数值大小进行监测，当发现直流屏各直流母线、各直流支路的对地绝缘数值在规定的整定数值条件下，就发生告警显示，通知运行值班人员;另一方面在直流电压过、欠或直流系统绝缘强度降低等情况也会发出报警信号。

（4）调压模块的作用是控制输出电压，使其始终保持在220V左右，保持电力系统各直流电源的电压稳定平衡。

（5）微机监控负责对直流系统所有的环节进行监测与告警，同时可以实时的记录运行的参数，当存在相关故障问题时，以第一时间通知运行人员根据参数的信息对系统的运行情况做出判断与处理。 　　2变电站直流系统运行过程中的常见问题  　　2.1 直流系统运行过程中出现接地故障  　　直流系统在运行中的最高频率是接地故障，故障的主要原因是: 一是材料的质量不合格，例如，二次回路使用的绝缘材料的绝缘性能很差，很容易导致绝地故障的发生; 二是外部的影响，变电站的施工区域往往会出现各种动物，包括昆虫，很容易进入带电回路，导致接地短路故障; 三是外界湿度对系统中金属部件的影响。 四是人工接地引起的问题，意外触摸或保养方式不适当。 接地故障可分为三种类型: 一是电阻接地，又称金属接地，可分为单点接地、多点接地等多种类型。 单点接地故障概率最大，解决起来也最容易，而多点接地故障则需要确定故障点。 第二种，预定接地型，是指通过其他电源的接地问题。 第三种是由于设备连接不当引起的多支路接地故障。 　　2.2 直流系统运行过程中出现环网故障  　　在变电站中，通常会建立两套相对独立的供电直流系统，如果接线有问题，就会使设备出现问题，进而引发环路问题的发生。环网故障一是引发灾，危害供电系统的同时还会威胁人们的生命安全;二是危害蓄电池的使用性能，降低其正常使用的寿命;三是引发相关设备问题;四是不同系统出现正负极接地问题，而导致同一时间发出报警信号。  　　2.3 直流系统运行过程中出现充电问题  　　充电机是变电站直流系统的重要组成设备，在系统运行过程中，没有采取合理措施加强对充电机的维护和保养，就会导致充电机电压整定不符合相关要求，进而引起充电机的大损耗，升高内部元器件温度，严重的情况下还会烧坏充电机。  　　2.4 直流系统运行过程中出现蓄电池问题  　　变电站通常有大量的直流设备。 一般情况下，电池组只是一个备用电源，只有在断电的情况下才会用到电池组。 当蓄电池基本上处于没有问题的充电状态时，只有对其进行科学合理的维护，才能保证直流电源的稳定运行。 电池的失效问题主要包括以下几个方面: 第一，如果电池组由不同容量和规格的多个电池组组成，会导致充电不均匀，进而影响电池组的使用寿命; 第二，电池组的串联形式使其整体容量直接受到其中一个电池的容量的影响; 第三，电池组中的大量电池使其容量的检测工作非常繁重，难以得到真正的实施。  　　3变电站直流系统运行稳定性提高的主要维护措施  　　由于现在设备工艺越来越成熟，设备可靠性和自动化程度都明显提高，再加上运行人员的巡视和维护，设备故障情况大大减少。就直流系统来说目前最常见的故障是直流接地。虽然直流接地可以继续运行一小段时间，但是应该及时处理，否则再出现另一点接地时，直流正负极就会造成两极间短路，直接作用后果是导致继电保护、信号、自动装置误动或拒动;其它相关信号灯需要直流电源的地方失去电源。因此必须加强在线监测，一旦出现了相关故障应该及时处理。

第一，目前实践经验中大部分的接地是因为雨水、雪水、灰尘、杂质入侵箱柜内，造成直流系统其中一极绝缘电阻下降或者是直接接地或者是单极发生放电打击穿。 　　

第二，日常检修中发现，有些操作回路或者控制回路动作过程中，会带着直接正负极线路一起发生位移动作，时间过久后，直流回路导线与开关金属部分相接触部分反复摩擦而裸露、破损，进一步造成接地。

第三，设备运行时间过久，绝缘老化、破损，也是出现直接系统接地的一常见现象。

第四，直流系统接线在施工过程中，由于工人人员的大意，责任心不强，接头包扎地方随意性，这也是造成直流接地的一重要原因。

4 查找原则和方法

（1）依据多年的检修实践经验，大多数都是按照先室外后室内、先合闸回路后控制回路、由总电源到支路电源;另外一方面一般采用拉路法来实现查找范围的缩小。具体检查顺序：先找事故照明，信号回路，控制回路，后找其它回路。先找开关合闸回路，刀闸操作回路，后找保护回路。先找10kV后找110kV、220kV回路。先找简单保护回路，后找复杂保护回路。

应注意：拉合法一般不超过3s，拉开后马上判断故障消失与否，不论回路接地与否均应合上;在检修人员未到之前禁止进行接地检除。

（2）处理方法。

①首先，了解该站内直流系统主要接线图，特别是各分支回路必须要弄清楚，通过直流绝缘监测判断接地性质，是正极还是负极接地、接地程度，并汇报相应调度。

②然后，按照直流故障查找原则先从事故照明直流电源、电压并列装置、故障录波器电源开始检除，之后从低电压等级开始瞬时切除所有合闸电源开关。

③若接地信号消失，说明接地点在此条回路上，应对对此条回路进行逐条查找，同理用同样的方法去检查直流屏、蓄电池柜等回路。

（3）直流母线过、欠压及处理措施。

直流母线电压过高时，对长期带电的继电器、指示灯等易因过热烧坏;而直流电压过低可能造成开关保护的动作不可靠。若出现直流母线过低时应检查充电模块是否损坏，浮充电流是否太小，检查直流负荷是否突然增大等，并对浮充电装置进行调整，适当增加输出电流;当出现母线电压过高时，应降低浮充电电流使母线电压恢复正常。 　　5 结语  　　变电站直流系统的安全稳定性将直接影响电网的安全稳定运行。 为了更好地满足人们的用电需求，必须采取合理的措施，保证直流系统的正常运行。 因此，有必要通过日常生活监控系统加强对变电站运行状态的管理和控制，以保证工作人员及时发现变电站故障，采取合理有效的措施处理故障，为人们提供稳定的直流电源。  　　参考文献  　　[1] 于海.直流系统接地问研究[D].浙江大学，2011.  　　[2] 龚铁.变电站直流系统运行故障及解决对策[J].通讯世界，2017（11）：182.  　　[3] 姜星星，李娜.变电站直流系统存在问题及解决措施[J].大科技，2017（5）：83.