變電站直流系統(tǒng)的運行維護探討

1、 變電站直流系統(tǒng)的運行維護探討 摘要：直流系統(tǒng)主要為繼電保護、通信、后臺監(jiān)控等設備提供直流電源，直流系統(tǒng)的正常運行對變電站的安全穩(wěn)定起著極其重要的作用。蓄電池組是直流系統(tǒng)的重要組成部分，若蓄電池組有異常將嚴重影響直流系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。本文通過分析變電站直流系統(tǒng)構成與特點，結合現(xiàn)有維護設備和人員運維技能，提出可行的運維管理措施，以此保證直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。關鍵詞：直流系統(tǒng)；蓄電池組；運行維護1變電站直流系統(tǒng)構成與特點變電站的直流系統(tǒng)主要由直流電源、直流母線、直流饋線及監(jiān)控單元、絕緣監(jiān)察裝置組成，其中直流電源包括蓄電池及其充電設備。監(jiān)控主要是負責遠方監(jiān)視直流系統(tǒng)4個主要模塊的運行情況。1.

2、1充電模塊將站用變或外接站用電提供的交流電整流成直流電，主要實現(xiàn)正常負荷供電及蓄電池的均/浮充電，常采用高頻開關電源，一般由多組充電單元并列運行，采取n+1模式，1個模塊作為備用。1.2蓄電池組作為直流系統(tǒng)的儲能元件，現(xiàn)常采用多組閥控式密封鉛酸蓄電池串聯(lián)組成，將電能與化學能相互轉化，平時處于浮充電備用狀態(tài)，在交流失電/事故狀態(tài)、大電流啟動等情況下，蓄電池是負荷的唯一直流電源供給，一般要求事故情況下能獨立為變電站直流設備供電2h。1.3饋線及網(wǎng)絡直流饋線指直流饋線屏至直流小母線和直流分電屏的直流電源電纜，由于變電站直流用電設備多、分布廣泛，直流饋線及網(wǎng)絡復雜，主要有環(huán)形供電方式和輻射供電方式。1

3、.4監(jiān)控單元對直流系統(tǒng)進行監(jiān)控管理，負責對直流電源充電裝置的交直流電壓、直流輸出電流和蓄電池電壓等電氣參數(shù)進行測量、顯示和控制的裝置，負責采集監(jiān)測各直流模塊運行情況，及時將故障異常情況報警及上傳遠方監(jiān)控中心。2蓄電池維護為保證直流系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行，防止全站直流電源消失電力生產(chǎn)安全事件發(fā)生，本文結合變電站直流系統(tǒng)運行維護相關規(guī)定和多年運維經(jīng)驗，提出以下幾方面的運維管理措施。2.1就初始階段的充放電工作進行闡述蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學反應是不可避免的，正是由于這些化學反應導致蓄電池有自身放電情況的產(chǎn)生，如果完成了安裝工作需要第一時間開展充電工作，當然這種操作需要在電壓恒定電流限制的情況下。充電工作完成

4、之后需要做標準核容試驗，核試驗工作需要開展至少三次，如果這三次操作之后，電池的容量還是沒有達到既定的容量，一般控制的標準為90%，那么基本可以斷定這個電池的質量是不達標的，所以需要果斷棄掉。2.2提高蓄電池組及直流母線欠壓設定值在正常運行情況下，蓄電池絕大部分時間處于浮充電狀態(tài)，充電電壓u=kn(k的取值范圍為2.23-2.25)。蓄電池組一般由103-108個單體蓄電池串聯(lián)組成，因此最小浮充電壓u=2.23103=229.7v。只有在充電裝置故障無輸出電壓時，蓄電池組放電才會導致直流母線電壓和蓄電組端電壓下降。多年的運行維護實踐證明，性能下降的蓄電池組帶全站負荷放電0-2h內(nèi)，蓄電池端電壓會

5、快速下降至210v及以下。為保證在蓄電池放電初期就發(fā)出告警信號，可將直流母線欠壓告警值由198v提高至209v（即u220v（1-5%），從而為變電站巡維人員和檢修人員保留充足的故障確認、處理時間，大大提高了直流系統(tǒng)供電可靠性。2.3浮充和均充蓄電池組在正常運行的時候是采用浮充電方式進行的，將浮充電壓值控制在2.25v，切不可出現(xiàn)欠壓的情況，如果有欠壓現(xiàn)象發(fā)生，那么會直接影響電池的使用壽命，所以一定要有效的避免該種情況的發(fā)生，蓄電池一般在正常的狀態(tài)下使用的時候是不需要進行均衡充電操作的，但是在以下幾種情況下需要采取均充充電方式。任意一個電池的浮充電壓都在2.18v以下；在一組電池內(nèi)，單體之間的

6、浮充電壓差值在0.1v以上；如果遇到突發(fā)狀況要求放電后必須在最短的時間內(nèi)對電池進行再次充電；對未進行均充滿三個月等。均衡充電的電池組退出運行的時候，需要保持均充時間在十小時以上。2.4蓄電池維護據(jù)統(tǒng)計，閥控式鉛酸蓄電池的故障，有50%以上是因vrla(閥控式密封鉛酸蓄電池)蓄電池組故障，或因vrla蓄電池維護不當造成的。通常所說的“免維護”即為:在規(guī)定條件下使用期間不需維護的一種蓄電池。所謂蓄電池的免維護是相對傳統(tǒng)鉛酸蓄電池維護而言，僅指使用期間無需加水。在實際工作中，仍需履行維護手續(xù)。在電力行業(yè)中極為重視蓄電池的維護工作，包括閥控式鉛酸蓄電池的運行與維護。一般應做好以下工作。2.4.1經(jīng)常檢

7、查的項目檢測蓄電池端電壓；連接處有無松動；極柱、安全閥周圍是否有滲酸與酸霧逸出；蓄電池殼體有無滲漏和變形。如有以下情況之一應進行充電:浮充電壓低于218v；放出10%以上的額定容量；擱置不用時間超過3個月；全浮充運行達3個月。2.4.2運行中的維護應經(jīng)常檢查蓄電池浮充狀態(tài)是否正常，蓄電池的浮充電壓(25)應按說明書規(guī)定值進行；蓄電池端子應用螺栓、螺母連接，蓄電池間的連接電壓降u8mv；蓄電池組中各單體蓄電池間的開路電壓最高與最低差值不大于20mv；浮充時單體蓄電池端電壓的最大差值應不大于50mv。3變電站直流系統(tǒng)運維案例分析案例為某變電站，是華北網(wǎng)公司第一座常規(guī)變電站智能化改造試點項目。該電站

8、的智能化改造方案按照國家電網(wǎng)智能變電站技術要求，完善了變電站全景式數(shù)據(jù)信息平臺、故障信息綜合分析決策系統(tǒng)、故障自動處理系統(tǒng)和設備分析系統(tǒng)等全面改造，實現(xiàn)了多層面、多維度、全方位的故障在線分析診斷，建設出了可靠使用、先進智能的變電站架構。其在智能化改造中首先對原有直流系統(tǒng)故障進行了監(jiān)測：由于斷路器涉及到電氣機械等很多方面的內(nèi)容，因此發(fā)生故障的情況也很多，大體分為滅孤室的故障和操動機的故障等。避雷器在我國電力系統(tǒng)中的使用年限一般為兩年，超出服役期的避雷針容易發(fā)生惡化。監(jiān)測避雷針的故障方法有很多，如總泄漏電流法、補償法、諧波分析法，隨著電子信息技術的進步，在虹橋變電站的智能改造過程中，運用的是數(shù)字信號、通信網(wǎng)絡技術的檢測方法?？梢詼蚀_地監(jiān)測處避雷針的工作特性和運行情況。gis即砌體絕緣組合裝置，由于結構復雜和檢修工藝繁多，檢測難度較大，但是一旦發(fā)生故障，后果很嚴重，對gis進行在線監(jiān)測，主要是對其絕緣性能進行在線監(jiān)測。目前的在線監(jiān)測技術也很多，主要監(jiān)測原理是對gis中局部放點，脈沖出現(xiàn)的波頭產(chǎn)生大量特高頻電磁信號進行監(jiān)測完成