鐔盟 柴小軍 覃玉龍 楊曉強(qiáng)

摘要：變電站直流電源系統(tǒng)可以對繼電控制、保護(hù)、計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、交流不間斷電源、事故照明等方面提供電源。直流電源對變電站的正常運行具有重要作用。在變電站運行過程中，變電站運行人員在保證變電站正常運行的過程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對直流電源系統(tǒng)的維護(hù)。對直流電源系統(tǒng)的維護(hù)可以保證供電系統(tǒng)能夠提供安全可靠的電力。就變電站直流電源的運行和維護(hù)進(jìn)行簡單分析，以期能夠?qū)ψ冸娬菊＿\行有積極的作用。

關(guān)鍵詞：變電站;直流電源;維護(hù)

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）32-0206-02

直流電源系統(tǒng)在變電站中屬于一種電源設(shè)備，其能夠為變電站的各類信號設(shè)備、自動裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作保護(hù)提供直流電源。直流電源的運行是一個獨立運作的電源設(shè)備，在其運行過程中，不會受到其他設(shè)備的影響，即使在外部交流電源中斷的情況下，直流電源同樣能夠保證后備電源蓄電池繼續(xù)提供直流電。無論是何種變電站，直流電源可以有效保證對繼電的保護(hù)、斷路器不間斷、自動裝置正確運行。直流電源對蓄電池具有特殊的作用。當(dāng)蓄電池處于充電狀態(tài)時，交流電源或者直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，可以直接向直流電機(jī)、保護(hù)裝置、自動化、照明系統(tǒng)、控制、通信以及電磁結(jié)構(gòu)提供能量，以此來保障各項設(shè)備的正常運行，不影響供電局的正常供電。可見，直流電源運行的可靠性，對變電站的安全運行起著重要作用。因此，變電站在日常的維護(hù)工作中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對直流電源的維護(hù)。

一、直流電源的組成

直流電源主要由直流充電屏和蓄電池屏組成。機(jī)柜、監(jiān)控系統(tǒng)、整流模塊系統(tǒng)、電磁巡檢單元、降壓單元、開關(guān)量檢測單元、絕緣監(jiān)測單元以及直流輸出、電壓顯示、一系列的交流輸入和電流顯示等配電單元構(gòu)成直流屏。交流電整流被整流模直流成單擊模塊?？刂啤⒐芾淼暮诵臑橹绷麟娫吹谋O(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)度直流電源各個設(shè)備測量的數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。在設(shè)備運行出現(xiàn)問題時，根據(jù)監(jiān)控到的數(shù)據(jù)及時處理。絕緣監(jiān)測單元主要的作用是在直流電源絕緣系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，可以及時發(fā)出警告信號。蓄電池對在線電壓的巡檢情況進(jìn)行檢測時，主要由電池巡檢單原來完成。[1]電池巡檢單元可以對每節(jié)蓄電池進(jìn)行實時監(jiān)控。當(dāng)蓄電池出現(xiàn)問題時就會發(fā)出警告信號。開關(guān)量在線監(jiān)測以及輸出過程中的檢測任務(wù)由開關(guān)檢測單元來進(jìn)行。降壓單元在直流電源中，主要的作用就是對電源系統(tǒng)中的電壓進(jìn)行降壓。當(dāng)電壓超出控制范圍時，就會將電壓降到一定程度，以此來控制電源中的電壓。直流屏中的電流的輸入、輸出以及電壓的顯示任務(wù)則由配電裝置來完成?？梢?，在直流電源中，其各個設(shè)備在電源中具有各不相同的作用。

二、閥控蓄電池組的運行和維護(hù)

在變電站中，閥控式鉛酸蓄電池由于具有體積小、使用壽命長、放電特性良好、密封程度高、維護(hù)工作量小以及自放電系數(shù)小等特點，被廣泛應(yīng)用于變電站的直流電源中。

1.蓄電池組的運行

在蓄電池運行過程中，為延長蓄電池的使用壽命，在最初使用時應(yīng)將電池充好電。在正常運行中，一項必備的工作就是監(jiān)視蓄電池組和每一節(jié)蓄電池的電壓值。同時，還應(yīng)認(rèn)真監(jiān)測蓄電池組直流母線、浮充電流值和蓄電池組對電阻值的影響狀況。變電站內(nèi)置有一組蓄電池，蓄電池不能退出運行，不能核對性的全電站進(jìn)行放電，因此只能將10h率電流橫放放出的電流容量的50%，蓄電池處于放電狀態(tài)時電壓應(yīng)保持在2V×N。[2]蓄電池放電后使用10h率的電流進(jìn)行恒流限壓充值，以此來保證蓄電池內(nèi)的容量。及時發(fā)現(xiàn)蓄電池中的缺陷。變電站內(nèi)有兩組蓄電池時，可以任意選取其中的一組蓄電池對全站進(jìn)行放電，放電后同樣使用10h率的直流恒流放出，直至蓄電池兩端的電壓降到1.8V×N，停止放電2h后，在對蓄電池進(jìn)行充電，充電的順序為恒流限壓充電，然后是恒壓充電，最后是浮充電程序。這樣反復(fù)操作多次，將蓄電池的容量蓄滿，查找蓄電池中存在的缺陷。當(dāng)蓄電池對全站進(jìn)行3次放電之后，蓄電池的額定容量始終達(dá)不到80%時，就可以確定蓄電池的使用年限已到，應(yīng)及時更換變電站的蓄電池。[3]在更換的過程中，應(yīng)將蓄電池充放電的詳細(xì)情況記錄好，以便下次蓄電池使用的對照。

2.蓄電池日常運行的檢查

對蓄電池日常運行狀況的檢查，變電站應(yīng)當(dāng)建立運行檢查的記錄。值班人員跟班進(jìn)行檢查。檢查的主要內(nèi)容包括：控制變電站的母線電壓、電流;合閘時母線電壓;蓄電池充電電壓和浮充電流;蓄電池端的電壓;對蓄電池的溫度以及外觀、衛(wèi)生和連接情況進(jìn)行檢查。詳細(xì)的檢查可以及時發(fā)現(xiàn)蓄電池存在的缺陷。做好相關(guān)的記錄工作，在蓄電池出現(xiàn)問題時，可以根據(jù)記錄的信息發(fā)現(xiàn)問題的原因，并可以及時解決。當(dāng)然，對蓄電池檢查，除了對日常運行狀況的檢查，檢修人員還應(yīng)對蓄電池定期檢查，通常情況下為每季度一次。季度檢查的內(nèi)容主要包括：對母線的電流、電壓進(jìn)行控制;合閘時母線的電壓;浮充電流和充電電壓;蓄電池端的電壓;蓄電池的開路電壓;蓄電池的電阻;環(huán)境溫度以及蓄電池的一些其他必備的檢查。對蓄電池日常運行的檢查是為了保證蓄電池日常正常的工作，定期檢查是對蓄電池使用壽命最好的檢測。將使用年限將近的蓄電池及時更換下來。

3.閥控蓄電池的運行維護(hù)及故障處理

檢查人員在蓄電池運行的過程中，對蓄電池的日常檢查應(yīng)當(dāng)保持在半個月一次。檢查蓄電池內(nèi)部連接情況的同時還應(yīng)對蓄電池內(nèi)部是否出現(xiàn)腐蝕進(jìn)行檢查，查看蓄電池個體是否有滲漏和變形，蓄電池絕緣電阻是否有所下降以及相關(guān)液體是否有溢出的情況。蓄電池內(nèi)部出現(xiàn)問題時，應(yīng)及時的處理，避免由此引起其他的問題。結(jié)合實踐經(jīng)驗，就以下幾種常見問題及維護(hù)措施介紹如下：

（1）蓄電池在充電時電流過大是引起閥控蓄電池殼體出現(xiàn)異常的主要原因。因為電流過大，電壓增加到一定程度時，蓄電池的內(nèi)部就會出現(xiàn)短路和局部放電，嚴(yán)重的情況還會引發(fā)溫度超高，使得閥控失靈。蓄電池出現(xiàn)這種情況時，應(yīng)當(dāng)采取措施將蓄電池的電壓降下來，防止安全閥體出現(xiàn)堵死。

（2）蓄電池浮充電壓保持正常時，一旦蓄電池放電，蓄電池的內(nèi)部就會出現(xiàn)失水干涸的現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄電池內(nèi)部的電解質(zhì)發(fā)生變化，影響電壓值。因此，在此情況下應(yīng)更換蓄電池。

（3）當(dāng)蓄電池柱上出現(xiàn)硫化現(xiàn)象時，應(yīng)立即清除，有必要的情況下還應(yīng)涂抹凡士林。

（4）蓄電池在放電時，若是單個電池電壓過低，應(yīng)解除放電狀態(tài)，必要時還可以對單個電池進(jìn)行充電，直至恢復(fù)其容量。在整個蓄電池組出現(xiàn)個別電池落后，而又無法恢復(fù)容量時，應(yīng)將整個電池組全部更換。

（5）當(dāng)蓄電池使用年限將至?xí)r，應(yīng)對蓄電池的運行狀態(tài)嚴(yán)密監(jiān)控，存在任何問題時應(yīng)立即更換。

三、固定型鉛酸蓄電池組的運行及維護(hù)

1.鉛酸蓄電防火

變電站鉛酸蓄電池門上一般都會標(biāo)明“蓄電池室，嚴(yán)禁煙火”字樣。在蓄電池室表明這些字樣的原因主要在于鉛蓄電池在充電和運行的過程中，蓄電池達(dá)到2.3V時，正極板和負(fù)極板會分別產(chǎn)生出一定量的氧氣和氫氣，產(chǎn)生的氣體會隨著蓄電池電壓的增加而逐漸上升，氣體的量也會逐漸增加。在蓄電池充電完畢時，蓄電池兩端的電壓就會達(dá)到2.5V以上，這時氣體量就會達(dá)到最大。若在這一階段氣體遇到火花，極容易出現(xiàn)爆炸事故。因此，蓄電池室要求所有進(jìn)出人員不準(zhǔn)吸煙。蓄電池?zé)o論在何種狀況下遇見火花，都會造成危險事件。

2.鉛酸電池組放電的方式

10h率容量是鉛蓄電池通常采用的放電方式，蓄電池的放電容量達(dá)到70%以上時，蓄電池組的單個電池電壓降到1.85V以上，整個蓄電池組的電壓值降到95%，電解液的比重是蓄電池放電時的最小值。當(dāng)蓄電池電壓降到1.16V時，則可以認(rèn)為蓄電池放電完畢。若是超過這種狀態(tài)，蓄電池就會出現(xiàn)過度放電，使電池板出現(xiàn)硫化，對蓄電池的使用壽命造成一定的影響。

3.鉛蓄電池室防腐蝕

保證直流電源運行的可靠性，防止蓄電池室內(nèi)的一切事物遭到腐蝕，蓄電池室內(nèi)的一切事物應(yīng)當(dāng)涂以防酸漆。蓄電池室內(nèi)的基本建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)蓄電池的特點選用合適的材料，防止出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。蓄電池組在運行的過程中，由于產(chǎn)生一定的反應(yīng)會對一些物件起到腐蝕的效果。因此，蓄電池在正常運行的過程中，工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)特殊情況，對某些物件進(jìn)行必要的防腐蝕保護(hù)。

4.鉛蓄電池組的充電方式

鉛蓄電池組的正常充電方式主要包括三種：第一種是正常充電。正常充電也可稱為定期充電、放電。鉛蓄電池的正常充電包括恒流交電法、低壓恒壓充電法以及分級定流交電法。變電站每年都固定對蓄電池進(jìn)行充電。定期充電是蓄電池正常運行的保障。第二種是浮充電。當(dāng)前，大部分變電站蓄電池普遍采用浮充電方式運行。已經(jīng)充滿的蓄電池和充電裝置并聯(lián)在一起，蓄電池就可以正常的運行。浮充電不僅給母線上補(bǔ)充電荷，還以小電流來蓄補(bǔ)局部自放電蓄電池，正常的浮充電在蓄電池的兩端保持2.1V左右的電壓。根據(jù)浮充電運行的方式，蓄電池組一般情況可以使用8年以上。個別地區(qū)根據(jù)本地的的情況更換蓄電池。第三種是均衡充電。將蓄電池組單個電池的電壓保持均衡，蓄電池上部與下部的電解液密度在均衡的狀況下就是均衡充電。蓄電池組在有的情況下會出現(xiàn)個別電池硫化的現(xiàn)象，電壓的比重不容易上升，在這種情況下也應(yīng)當(dāng)法采取必要的措施使得蓄電池均衡充電

5.鉛蓄電池組日常運行巡檢與定期檢查

鉛蓄電池的日常巡檢與閥控蓄電池組的檢查項目類似。同樣需要做好記錄及相關(guān)的維護(hù)工作，以保證鉛蓄電池的正常運行。在鉛蓄電池出現(xiàn)任何問題影響其運行時，應(yīng)及時更換，避免鉛蓄電池影響變電站的正常工作。當(dāng)然，在蓄電池充電的過程中，由于會產(chǎn)生一定量的氣體，容易導(dǎo)致電解液水分減少，使得蓄電池液面降低，并且硫酸在這一過程中雖有所減少，但是其損失量較少。因此，在檢查鉛蓄電池的過程中，注意及時補(bǔ)充液面至原來的高度，補(bǔ)充的液體只需合格的純水就可以，無需加入其他溶液。這樣就可以保證鉛蓄電池內(nèi)液體的比重，使得其充電內(nèi)液體充足，延長使用壽命。

四、充電設(shè)備的運行和維護(hù)

當(dāng)前，各地區(qū)變電站的充電設(shè)備均采用高頻開關(guān)電源。變電站根據(jù)直流負(fù)荷以及蓄電池容量的不同，選擇相應(yīng)的充電模塊。充電模塊通常會采用插、拔式，變電站的一只模塊相當(dāng)于一臺充電機(jī)。模塊的輸入端分別接在備用的交流電源上，而輸出端則接在直流電源的母線上。充電設(shè)備在運行中，若是失去一路交流電，另一路的交流電可以正常運行。當(dāng)充電模塊發(fā)生故障時，并不會影響其正常的運行。直流電運行出現(xiàn)故障時，就會將信號傳送到監(jiān)控中心，由監(jiān)控人員通知檢修人員對直流電進(jìn)行檢修。在實際情況下，一般都會直接更換模塊?？梢姡冸娬臼褂贸潆娔K運行，不僅維護(hù)工作量較小，變電站的直流電源還可以正常的運行。

五、結(jié)語

現(xiàn)今，在直流電源不斷被完善的過程中，為保證變電站直流電源的正常運行，檢修人員的檢修質(zhì)量也應(yīng)當(dāng)提升，以此來增強(qiáng)變電站直流電源更好的運行。掌握好的維護(hù)經(jīng)驗，才能更好地保證變電站整個電網(wǎng)的安全。

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（責(zé)任編輯：孫晴）