摘要: 直流系统是变电站的一个重要组成部分，直流系统可靠运行是电网安全、稳定、连续运行的保证。近年来大量新技术、新设备运用在直流系统中，因此，探讨直流系统运行维护中的主要问题有现实的意义。?本文结合厦门地区变电站直流系统的实际情况，对直流系统的运行方式确定、定值整定、蓄电池维护、设备检查及事故处理等几方面进行探讨。

1、直流系统设备状况

厦门地区的大多数 变电站直流系统均采用双电双充、单母线分段的方式 ， 电池 大多 采用阀控铅酸蓄电池，充电装置大部分为智能高频开关电源充电装置，少数为相控整流充电装置，负荷开关均为直流空气开关 或熔丝 。直流负荷均采用环形供电网络，每个环的电源分别接在两段母线上。如图?1所 示。

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2 、 运行 方式 的确定?

直流负荷屏输出的电源一般有：主变控制保护电源 、220KV线路控制保护电源、 11OkV线路控制保护电源 、 1O?kV设备控制保护电源、公用信号电源、110kV设备操作电源、1OkV设备操作电源、远动电源等。

为保证直流系统有最大的可靠性，正常情况下，两段母线分列运行，直流负荷断环运行。两套充电电源系统各带一部分直流负荷并使两段母线的直流负荷基本平衡，禁止两套充电系统长期并列运行。同时贯彻近后备原则，例如：主变控制保护电源与 110 kV设备控制保护电源应分别由两段母线供电。直流系统各种运行方式及切换：?

(1)运行方式一：此种方式为正常运行方式。#1充电装置运行在I段母线，#2充电装置运行在 II 段母线，母线分段开关在分闸位置：#1蓄电池组运行在 I 段母线，#2蓄电池组运行在 II段 母线。直流负荷均衡分布在两段母线上。?

(2)运行方式二：当某一充电装置或某一组蓄电池因故退出运行时采用。#2充电装置或#2蓄电池组退出运行?时， # 1充电装置和?#1蓄电池组运行在? I 段母线，母线分段开关在合闸位置，直流负荷均衡分布在两段母线上。?

(3)运行方式三：当? I 段直流母线因故退出运行时采用。当? I 段直流母线因故退出运行时，#1充电装置和#1蓄电池组必须退出运行，#2充电装置和 # 2蓄电池组运行在II段母线，母线分段开关在分闸位置，直流负荷均在? II 段直流母线上。( II 段母线退出运行时的操作，类推。)?

(4)运行方式四：当? # 1充电装置和#2蓄电池组同时因故退出运行时采用。此时， # 1充电装置和 # 2蓄电池组必须退出 运行 ，#2充电装置运行在 II 段母线，#1蓄电池组运行在I段母线，母线分段开关在合闸位置，直流负荷均衡分布在两段母线上。(当? # 2充电装置和#1蓄电池组同时因故退出运行时的操作，类推。)?

(5)运行方式五：变电站站用电交流电源全部失压时采用。此时，#1、#2充电装置组必须退出运行，#1、 # 2蓄电池分别?
供 I、II 段母线?，#1蓄电池组运行在 I 段母线?，#2蓄电池组运行在 II 段母线，母线分段开关在分闸位置，直流负荷均衡分布在两段母线上。?

运行方式间的转换原则：?

(1)不应因方式转换而导致失压和可靠性降低；?

(2)两组充电机不能长时间并列运行，两组电池不应长时间并列运行；?

(3)两组降压硅堆始终投自动 ；

(4)充电装置停电时，先合母线分段开关，观察负荷转移至另外一台充电装置后，再将该充电装置停直流输出，最后停交流 电源； ?

(5)充电装置送电时，开启充电装置后，使充电模块的输出电压稍微高于蓄电池的端电压，逐一合上充电模块的输出开关 ， 调整充电装置的输出电压，观察其输出电流是否随之变化，若是，将母线分段开关分开，调整充电装置的输出至合适的电压；?

(6)直流母线I段和II段并列前，必须检查两段母线的绝缘应良好，两段母线电压值在正常范围；?

(7)同一直流负荷的两路电源在转移负荷时，必须先合 母联 开关，再转换负荷开关(注意负荷电流的变化)，再分母联开关。?

3 、 定值的整定?

充电装置主要由集中控制单元、交流配电单元、充电模块、降压单元、绝缘监测单元等设备组成?，其中充电模块采用?n+1冗佘模式，定值表见表?1。?

表?1?220?V直流系统定值表

根据规程，220V直流母线电压合格范围为±10％，因为装有硅堆降压装置，为了增大报警的灵敏度，考虑到高频开关电源充电装置精度高和装有硅堆降压，我们设置直流母线电压超过±5％即报警。?

另外，母线绝缘降低报警也可设置为正负电源对地电压小于 30 V。?

4 、 蓄电池维护?

阀控式密封铅酸电池虽称为免维护电池，根据实际运行经验，为保证放电容量和延长使用寿命，必须对其进行定期充放电和日常的维护工作。?

(1)初始充放电?

蓄电池因内部的化学反应会造成自放电，电池在安装后应尽快进行初始均充充电(恒压限流)。以电压? 2.35V/ 只充电，充电电流不能大于 10 A / 100Ah额定容量。充电时间为 48 h。经过48?h的初始均充后，应对电池组进行标准的蓄电池容量测试，即以电池的额定容量的 10 h率电流恒流放电，以额定电压的90％及 10 h时间为终止条件?(如为1OOA时?，放电电流为 10A )。若经过3次标准核容试验，电池的容量仍达不到额定容量的 90 ％以上 （ 新电池)，可判断该?电池不合格，应予更换。?

(2)浮充和均充?

阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式 运行 ，浮充电压值宜控制为 2.25 ?V / 只，欠充对电池的使用寿命影响很大，应避免此种情况的发生。阀控蓄电池在正常使用的条件下是不需要均充充电的，在下列情况下应进行与初始充电方式相同的均充充电。

①任意一个电池浮充电压低于 2.18 ?V / 单体。

② 在一组电池内，单体之间的浮充电压差值大于 0.1 V。

(说明：出现①②情况时，可以对问题电池单独进行活化，也就是用初始充放电的方法反复均充前可对电池作 40 ％额定容量的放电，放电电流为 10 小时率恒流，均充最多进行三次。)

③ 紧急事故放电后要求在最短的时间内对电池再充电。

④未进行均充满3个月。均充时电池组应退出运行，均充时间为10h。?

(3)使用后电池容量测试和维护
每月测量单体电池的端电压及外壳温度。须每年进行一次放电试验，以检查电池组的容量和活化电池极板。对运行三年以内的电池每年进行放电容量为全容量40％的放电试验；对运行时间超过三年的电池，应每年进行全核对性放电试验。放电前应对电池进行均充，均充后让电池组静止 8小时 才能进行放电容量测试。经过 3 次全核对放电试验后，蓄电池容量仍然达不到额定容量的 80 ％以上，可认为电池使用寿命已 到 ，应进行更换。当一组?电池中有个别电池容量不足时，可个别更换，但更换前必须活化新电池；当一组电池中有较多电池 （ 占数量的 1/3以上 ）低于 80 ％额定容量时，应整组进行更换?。充电过程中如电池温度超过45℃，必须停止充电或转换为浮充状态，以免损坏电池。?

5 、 设备检查

(1)变电站交流电源停电时，充电装置退出了运行，这时应尽可能地停用可以停用的直流负荷，同时应密切监视?
蓄电池组的端电压不得低于放电终止电压。在接近放电终止电压前，应采取转移或停用。?

(2)定期检查、记录蓄电池组的每个电池的端电压和外壳温度，对超标的应予以更换。电压超标的标准：超过平均电压的 +- 1O％。测量电池的端电压时，严禁将充电机退出运行，此时应降低充电机的输出电压，使得蓄电池组刚好处于放电状态。?

6、接地处理

（1）当发现直流系统接地时，应报告值班调度员，并迅速寻找接地点。在寻找接地点之前，应根据绝缘监察装置，判断是哪极接地及接地的程度如何。

（2）为了迅速查出直流接地点，应首先考虑直流回路、保护屏、端子箱等二次回路有无工作，设备有无施工，以及是否有雨等情况进行判断，若二次回路有工作，应立即停止并对其进行检查。或根据气候、现场工作的实际情况（包括倒闸操作情况），进行回路的分、合试验。通常是先将直流系统进行分割，将环路和并列回路分开，然后逐一切断馈路。

（3）寻找时一人看表，一人拉闸（切断时间为1—2s）。其顺序为：事故照明，合闸电源，信号电源，控制电源，充电机与蓄电池各带一段母线，然后拉开直流分段隔离开关;用充电机或硅整流器带全部负荷，拉开蓄电池总隔离开关。

（4）如果发现在某回路接地，应将此回路分成几段，缩小故障范围，直至找出故障点进行消除。如果接地发生在控制或保护回路，应通知保护人员协助，查找接地要慎重，断开电源前，要求采取防止保护误动的措施，如退出出口压板等，此时必须征得调度同意后进行。

（5）装设微机绝缘监察装置时，接地报警灯亮，同时音响报警，显示屏能显示接地极性、接地支路号及对地电压值的比值，应按第（4）条的规定进行处理。若几个回路同时发生接地故障，显示器则轮流显示这几个支路的信息，则应分别处理。若报警后没有路号显示，则接地故障没发生在传感器的监视范围之内或为母线接地。

（6）查找直流系统的接地时应注意：采取防止保护误动等措施，必要时停用有关保护装置。消除故障点时如果与一次设备安全距离不够，应与调度联系，停用有关设备。同时禁止在二次回路上工作，查找时应谨防造成短路和造成另一点接地，应使用高内阻电压表进行。

（7）在直流系统电压异常时，如有晶体管保护装置、集成电路保护、微机保护的电源自动切除者，异常排除后，恢复电源重新启动时。应退出相应的保护装置压板，以防止保护误动。

结束语：

直流系统作为变电站的“心脏”，应在保证直流系统最大供电可靠性的原则下，根据变电站实际情况制定直流系统运行维护方法，确保直流系统安全可靠运行。

作者简介： ?

林惠文 （ 197 4 -- ），? 高级工程师，先后从事变、配电运行管理、安全管理，现从事电力营销工作。