镡盟 柴小军 覃玉龙 杨晓强

摘要：变电站直流电源系统可以对继电控制、保护、计算机监控系统、交流不间断电源、事故照明等方面提供电源。直流电源对变电站的正常运行具有重要作用。在变电站运行过程中，变电站运行人员在保证变电站正常运行的过程中，应当加强对直流电源系统的维护。对直流电源系统的维护可以保证供电系统能够提供安全可靠的电力。就变电站直流电源的运行和维护进行简单分析，以期能够对变电站正常运行有积极的作用。

关键词：变电站;直流电源;维护

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0206-02

直流电源系统在变电站中属于一种电源设备，其能够为变电站的各类信号设备、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作保护提供直流电源。直流电源的运行是一个独立运作的电源设备，在其运行过程中，不会受到其他设备的影响，即使在外部交流电源中断的情况下，直流电源同样能够保证后备电源蓄电池继续提供直流电。无论是何种变电站，直流电源可以有效保证对继电的保护、断路器不间断、自动装置正确运行。直流电源对蓄电池具有特殊的作用。当蓄电池处于充电状态时，交流电源或者直流系统出现故障后，可以直接向直流电机、保护装置、自动化、照明系统、控制、通信以及电磁结构提供能量，以此来保障各项设备的正常运行，不影响供电局的正常供电。可见，直流电源运行的可靠性，对变电站的安全运行起着重要作用。因此，变电站在日常的维护工作中应当加强对直流电源的维护。

一、直流电源的组成

直流电源主要由直流充电屏和蓄电池屏组成。机柜、监控系統、整流模块系统、电磁巡检单元、降压单元、开关量检测单元、绝缘监测单元以及直流输出、电压显示、一系列的交流输入和电流显示等配电单元构成直流屏。交流电整流被整流模直流成单击模块。控制、管理的核心为直流电源的监控系统。监控系统度直流电源各个设备测量的数据和运行状态进行监控。在设备运行出现问题时，根据监控到的数据及时处理。绝缘监测单元主要的作用是在直流电源绝缘系统出现问题时，可以及时发出警告信号。蓄电池对在线电压的巡检情况进行检测时，主要由电池巡检单原来完成。[1]电池巡检单元可以对每节蓄电池进行实时监控。当蓄电池出现问题时就会发出警告信号。开关量在线监测以及输出过程中的检测任务由开关检测单元来进行。降压单元在直流电源中，主要的作用就是对电源系统中的电压进行降压。当电压超出控制范围时，就会将电压降到一定程度，以此来控制电源中的电压。直流屏中的电流的输入、输出以及电压的显示任务则由配电装置来完成。可见，在直流电源中，其各个设备在电源中具有各不相同的作用。

二、阀控蓄电池组的运行和维护

在变电站中，阀控式铅酸蓄电池由于具有体积小、使用寿命长、放电特性良好、密封程度高、维护工作量小以及自放电系数小等特点，被广泛应用于变电站的直流电源中。

1.蓄电池组的运行

在蓄电池运行过程中，为延长蓄电池的使用寿命，在最初使用时应将电池充好电。在正常运行中，一项必备的工作就是监视蓄电池组和每一节蓄电池的电压值。同时，还应认真监测蓄电池组直流母线、浮充电流值和蓄电池组对电阻值的影响状况。变电站内置有一组蓄电池，蓄电池不能退出运行，不能核对性的全电站进行放电，因此只能将10h率电流横放放出的电流容量的50%，蓄电池处于放电状态时电压应保持在2V×N。[2]蓄电池放电后使用10h率的电流进行恒流限压充值，以此来保证蓄电池内的容量。及时发现蓄电池中的缺陷。变电站内有两组蓄电池时，可以任意选取其中的一组蓄电池对全站进行放电，放电后同样使用10h率的直流恒流放出，直至蓄电池两端的电压降到1.8V×N，停止放电2h后，在对蓄电池进行充电，充电的顺序为恒流限压充电，然后是恒压充电，最后是浮充电程序。这样反复操作多次，将蓄电池的容量蓄满，查找蓄电池中存在的缺陷。当蓄电池对全站进行3次放电之后，蓄电池的额定容量始终达不到80%时，就可以确定蓄电池的使用年限已到，应及时更换变电站的蓄电池。[3]在更换的过程中，应将蓄电池充放电的详细情况记录好，以便下次蓄电池使用的对照。

2.蓄电池日常运行的检查

对蓄电池日常运行状况的检查，变电站应当建立运行检查的记录。值班人员跟班进行检查。检查的主要内容包括：控制变电站的母线电压、电流;合闸时母线电压;蓄电池充电电压和浮充电流;蓄电池端的电压;对蓄电池的温度以及外观、卫生和连接情况进行检查。详细的检查可以及时发现蓄电池存在的缺陷。做好相关的记录工作，在蓄电池出现问题时，可以根据记录的信息发现问题的原因，并可以及时解决。当然，对蓄电池检查，除了对日常运行状况的检查，检修人员还应对蓄电池定期检查，通常情况下为每季度一次。季度检查的内容主要包括：对母线的电流、电压进行控制;合闸时母线的电压;浮充电流和充电电压;蓄电池端的电压;蓄电池的开路电压;蓄电池的电阻;环境温度以及蓄电池的一些其他必备的检查。对蓄电池日常运行的检查是为了保证蓄电池日常正常的工作，定期检查是对蓄电池使用寿命最好的检测。将使用年限将近的蓄电池及时更换下来。

3.阀控蓄电池的运行维护及故障处理

检查人员在蓄电池运行的过程中，对蓄电池的日常检查应当保持在半个月一次。检查蓄电池内部连接情况的同时还应对蓄电池内部是否出现腐蚀进行检查，查看蓄电池个体是否有渗漏和变形，蓄电池绝缘电阻是否有所下降以及相关液体是否有溢出的情况。蓄电池内部出现问题时，应及时的处理，避免由此引起其他的问题。结合实践经验，就以下几种常见问题及维护措施介绍如下：

（1）蓄电池在充电时电流过大是引起阀控蓄电池壳体出现异常的主要原因。因为电流过大，电压增加到一定程度时，蓄电池的内部就会出现短路和局部放电，严重的情况还会引发温度超高，使得阀控失灵。蓄电池出现这种情况时，应当采取措施将蓄电池的电压降下来，防止安全阀体出现堵死。

（2）蓄电池浮充电压保持正常时，一旦蓄电池放电，蓄电池的内部就会出现失水干涸的现象，导致蓄电池内部的电解质发生变化，影响电压值。因此，在此情况下应更换蓄电池。

（3）当蓄电池柱上出现硫化现象时，应立即清除，有必要的情况下还应涂抹凡士林。

（4）蓄电池在放电时，若是单个电池电压过低，应解除放电状态，必要时还可以对单个电池进行充电，直至恢复其容量。在整个蓄电池组出现个别电池落后，而又无法恢复容量时，应将整个电池组全部更换。

（5）当蓄电池使用年限将至时，应对蓄电池的运行状态严密监控，存在任何问题时应立即更换。

三、固定型铅酸蓄电池组的运行及维护

1.铅酸蓄电防火

变电站铅酸蓄电池门上一般都会标明“蓄电池室，严禁烟火”字样。在蓄电池室表明这些字样的原因主要在于铅蓄电池在充电和运行的过程中，蓄电池达到2.3V时，正极板和负极板会分别产生出一定量的氧气和氢气，产生的气体会随着蓄电池电压的增加而逐渐上升，气体的量也会逐渐增加。在蓄电池充电完毕时，蓄电池两端的电压就会达到2.5V以上，这时气体量就会达到最大。若在这一阶段气体遇到火花，极容易出现爆炸事故。因此，蓄电池室要求所有进出人员不准吸烟。蓄电池无论在何种状况下遇见火花，都会造成危险事件。

2.铅酸电池组放电的方式

10h率容量是铅蓄电池通常采用的放电方式，蓄电池的放电容量达到70%以上时，蓄电池组的单个电池电压降到1.85V以上，整個蓄电池组的电压值降到95%，电解液的比重是蓄电池放电时的最小值。当蓄电池电压降到1.16V时，则可以认为蓄电池放电完毕。若是超过这种状态，蓄电池就会出现过度放电，使电池板出现硫化，对蓄电池的使用寿命造成一定的影响。

3.铅蓄电池室防腐蚀

保证直流电源运行的可靠性，防止蓄电池室内的一切事物遭到腐蚀，蓄电池室内的一切事物应当涂以防酸漆。蓄电池室内的基本建筑结构，应根据蓄电池的特点选用合适的材料，防止出现腐蚀现象。蓄电池组在运行的过程中，由于产生一定的反应会对一些物件起到腐蚀的效果。因此，蓄电池在正常运行的过程中，工作人员应当根据特殊情况，对某些物件进行必要的防腐蚀保护。

4.铅蓄电池组的充电方式

铅蓄电池组的正常充电方式主要包括三种：第一种是正常充电。正常充电也可称为定期充电、放电。铅蓄电池的正常充电包括恒流交电法、低压恒压充电法以及分级定流交电法。变电站每年都固定对蓄电池进行充电。定期充电是蓄电池正常运行的保障。第二种是浮充电。当前，大部分变电站蓄电池普遍采用浮充电方式运行。已经充满的蓄电池和充电装置并联在一起，蓄电池就可以正常的运行。浮充电不仅给母线上补充电荷，还以小电流来蓄补局部自放电蓄电池，正常的浮充电在蓄电池的两端保持2.1V左右的电压。根据浮充电运行的方式，蓄电池组一般情况可以使用8年以上。个别地区根据本地的的情况更换蓄电池。第三种是均衡充电。将蓄电池组单个电池的电压保持均衡，蓄电池上部与下部的电解液密度在均衡的状况下就是均衡充电。蓄电池组在有的情况下会出现个别电池硫化的现象，电压的比重不容易上升，在这种情况下也应当法采取必要的措施使得蓄电池均衡充电

5.铅蓄电池组日常运行巡检与定期检查

铅蓄电池的日常巡检与阀控蓄电池组的检查项目类似。同样需要做好记录及相关的维护工作，以保证铅蓄电池的正常运行。在铅蓄电池出现任何问题影响其运行时，应及时更换，避免铅蓄电池影响变电站的正常工作。当然，在蓄电池充电的过程中，由于会产生一定量的气体，容易导致电解液水分减少，使得蓄电池液面降低，并且硫酸在这一过程中虽有所减少，但是其损失量较少。因此，在检查铅蓄电池的过程中，注意及时补充液面至原来的高度，补充的液体只需合格的纯水就可以，无需加入其他溶液。这样就可以保证铅蓄电池内液体的比重，使得其充电内液体充足，延长使用寿命。

四、充电设备的运行和维护

当前，各地区变电站的充电设备均采用高频开关电源。变电站根据直流负荷以及蓄电池容量的不同，选择相应的充电模块。充电模块通常会采用插、拔式，变电站的一只模块相当于一台充电机。模块的输入端分别接在备用的交流电源上，而输出端则接在直流电源的母线上。充电设备在运行中，若是失去一路交流电，另一路的交流电可以正常运行。当充电模块发生故障时，并不会影响其正常的运行。直流电运行出现故障时，就会将信号传送到监控中心，由监控人员通知检修人员对直流电进行检修。在实际情况下，一般都会直接更换模块。可见，变电站使用充电模块运行，不仅维护工作量较小，变电站的直流电源还可以正常的运行。

五、结语

现今，在直流电源不断被完善的过程中，为保证变电站直流电源的正常运行，检修人员的检修质量也应当提升，以此来增强变电站直流电源更好的运行。掌握好的维护经验，才能更好地保证变电站整个电网的安全。

参考文献：

[1]剜珏.220kV塘桥变电站直流系统运行情况分析[J].瑚州师范学院学报，2009，11（18）：46-47.

[2]张颖.李海曦通信专用直流电源与变电站直流系统整合技术的应用探讨[J].电力与生活，2010，9（45）：89-90.

[3]崔秀梅.李文斌.CUI Xiu-mei.LI Wen-bin 变电站直流系统验收关键点分析[J].山西电力，2010，18（6）：25-26.

（责任编辑：孙晴）