云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局 田 野

據(jù)不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2020年的全社會用電量為75110億千瓦時(shí)，與上年相比增長3.1%。由以上數(shù)據(jù)能看出，我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的同時(shí)社會用電量也逐漸上升。

變電站直流系統(tǒng)是變電站平穩(wěn)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)和前提。對變電站直流系統(tǒng)的構(gòu)成分析，其構(gòu)成包括充電設(shè)備、蓄電池、直流屏和直流饋電網(wǎng)絡(luò)等。若直流系統(tǒng)運(yùn)行比較正常，充電裝置將會在直流系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的情況下承擔(dān)正常負(fù)荷電流，同時(shí)會不斷的向蓄電池組補(bǔ)充電量，使蓄電池自放電現(xiàn)象得到補(bǔ)充，使蓄電池在備用狀態(tài)中始終以滿容量的狀態(tài)出現(xiàn)。若直流系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)故障，站用的電源將會有所中斷，此時(shí)蓄電池將會發(fā)揮其應(yīng)有的作用。蓄電池在直流系統(tǒng)中能獨(dú)立運(yùn)行，可作為獨(dú)立電源。在直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)就可利用蓄電池組繼續(xù)供電，由蓄電池組持續(xù)向繼電保護(hù)、斷路器跳閘與合閘、自動(dòng)裝置等提供直流電源。從某種角度來說，變電站中的直流設(shè)備可比喻成人體的心臟。

1 變電站直流系統(tǒng)存在的問題分析

直流接地故障問題。變電站直流系統(tǒng)中存在直流接地故障的問題，較常見正極接地故障與負(fù)極接地故障。在直流系統(tǒng)運(yùn)行中若正極有多點(diǎn)接地，那么直流系統(tǒng)中的保護(hù)裝置可能會在多點(diǎn)接地的影響下出現(xiàn)誤動(dòng)、產(chǎn)生故障。分析其原因，主要是斷路器跳閘線圈、負(fù)極電源相接，回路中絕緣出現(xiàn)降低現(xiàn)象或是正極出現(xiàn)接地現(xiàn)象，跳閘繼電器中的回路開關(guān)就可能會出現(xiàn)短接，由此發(fā)生保護(hù)誤動(dòng)。在直流系統(tǒng)運(yùn)行中若負(fù)極有多點(diǎn)接地，那么直流系統(tǒng)中的斷路器就可能會出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象。此時(shí)若回路中絕緣出現(xiàn)降低的現(xiàn)象或是正極出現(xiàn)接地的現(xiàn)象，跳閘繼電器就會出現(xiàn)短接，無法以提供磁場的方式起到保護(hù)作用。此外兩點(diǎn)接地時(shí)也易引發(fā)熔絲熔斷使報(bào)警中斷，影響直流系統(tǒng)的有序運(yùn)行[1]。為此需重視對直流接地故障的排查及處理。

充電機(jī)、蓄電池問題。根據(jù)對變電站直流系統(tǒng)存在問題的分析，發(fā)現(xiàn)充電機(jī)、蓄電池是較常見的問題。充電機(jī)、蓄電池是變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行中的主要設(shè)備，蓄電池更是系統(tǒng)備用電源。充電機(jī)與蓄電池的維護(hù)是保障直流系統(tǒng)安全有序運(yùn)行的關(guān)鍵。充電機(jī)與蓄電池的問題可概括為三點(diǎn)：蓄電池漏液。在沒有定期檢查的情況下未及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池漏液，從而導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地，會出現(xiàn)保護(hù)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)的現(xiàn)象；蓄電池開路。若交流系統(tǒng)失壓，蓄電池組將無法及時(shí)為直流系統(tǒng)供電，此種現(xiàn)象可能會引發(fā)大面積的停電事故；充電機(jī)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤。將會導(dǎo)致蓄電池組出現(xiàn)充電不足、過度充電的現(xiàn)象[2]。沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)會縮短整組蓄電池的壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)剐铍姵刂苯訄?bào)廢。

絕緣監(jiān)察設(shè)備問題。變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，工作人員要借助相關(guān)設(shè)備監(jiān)測直流系統(tǒng)的絕緣情況。不過，因絕緣監(jiān)察設(shè)備問題可能會造成監(jiān)察不到位的現(xiàn)象。在絕緣監(jiān)察設(shè)備中通常有兩種裝置：第一種的基本工作原理是信號尋跡，以直流系統(tǒng)接地故障探測裝置和低頻探測儀為主；第二種的基本原理以倍頻磁調(diào)制器制作的傳感器為主，對傳感器輸出進(jìn)行巡回檢測，以計(jì)算機(jī)方式處理。在監(jiān)測設(shè)備絕緣情況時(shí)，若信號比較弱或信號出現(xiàn)異常，傳感器很難及時(shí)監(jiān)測出問題，也無法及時(shí)將信號傳遞出去。此時(shí)計(jì)算機(jī)就無法有效實(shí)現(xiàn)對信號的分析、處理，會在一定程度上影響絕緣的監(jiān)測結(jié)果[3]。為此，在變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行中需重視絕緣監(jiān)察設(shè)備。

系統(tǒng)接線與配合問題。通過對變電站直流系統(tǒng)存在問題的分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)接線與配合存在問題。通常直流系統(tǒng)的供電方式多為環(huán)形供電或輻射供電，傳統(tǒng)電網(wǎng)在供電時(shí)多以環(huán)形供電方式為主。主要原因在于環(huán)形供電具有一定的優(yōu)勢，諸如系統(tǒng)運(yùn)行的成本相對較低、系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性相對較高。不過環(huán)形供電的內(nèi)部設(shè)計(jì)存在不合理的現(xiàn)象，若系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)間較長，極容易導(dǎo)致故障的發(fā)生。若系統(tǒng)在運(yùn)行中，空氣開關(guān)與熔斷器、系統(tǒng)不匹配或是沒有達(dá)到應(yīng)有的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，將會導(dǎo)致系統(tǒng)無法起到有效的保護(hù)作用[4]。在此種情況下直流電源就不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，斷路器回路會出現(xiàn)失常、發(fā)生故障，影響變電站的平穩(wěn)運(yùn)行。

維護(hù)人員綜合能力有待提升。變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行中，存在維護(hù)人員綜合能力有待提升的問題。維護(hù)人員的綜合能力包括安全意識、職業(yè)素養(yǎng)等，現(xiàn)階段部分維護(hù)人員在本職工作中并未充分認(rèn)識到自身的職能、責(zé)任，安全意識不高，也沒有較高的職業(yè)素養(yǎng)。具體來說，部分維護(hù)人員的安全意識相對薄弱，在直流系統(tǒng)檢查與維修過程中沒有樹立應(yīng)有的安全意識，甚至有些維護(hù)人員并未了解自身所處崗位的職責(zé)、崗位的安全規(guī)程就開始投入到工作中。此種現(xiàn)象極易導(dǎo)致維護(hù)人員的部分安全措施沒有做到位，發(fā)生故障[5]。由此來看，重視變電站直流系統(tǒng)維護(hù)人員綜合能力的提升是十分有必要的。

缺乏對直流電源設(shè)備的定期維檢。以往變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行中并未過于重視定檢工作。因沒有重視定期檢查與維修工作，導(dǎo)致變電站沒有充分認(rèn)識到直流系統(tǒng)運(yùn)行對于變電站平穩(wěn)運(yùn)行的重要性。此種情況下，變電站管理人員并未加強(qiáng)對直流電源設(shè)備相關(guān)技術(shù)人員的重視，相關(guān)技術(shù)人員在專業(yè)能力不強(qiáng)、職業(yè)素養(yǎng)不高的影響下，并未能夠定期對蓄電池組、直流屏等進(jìn)行檢查，容易引發(fā)故障。近年來已開始逐漸加強(qiáng)對定檢工作的重視，開始實(shí)施系統(tǒng)性的維護(hù)檢修。

2 變電站直流系統(tǒng)問題的優(yōu)化措施

2.1 加強(qiáng)對接地故障的處理

針對變電站直流系統(tǒng)中存在的接地故障問題，可有針對性地加強(qiáng)對接地故障的處理。在對接地故障處理前要采用科學(xué)的手段對故障問題進(jìn)行排查。通常直流系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時(shí)都存在設(shè)備金屬直接接地的現(xiàn)象[6]。其檢測難點(diǎn)在于設(shè)備中有非金屬接地的現(xiàn)象。通常此種接地故障是因直流系統(tǒng)所處的環(huán)境相對潮濕，在環(huán)境的影響下直流系統(tǒng)設(shè)備元器件受損、絕緣性能下降引起的。所以在對接地故障進(jìn)行排查時(shí)，要對戶外設(shè)備絕緣降低可能性加以考慮，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況合理分析是正極接地故障還是負(fù)極接地故障。明確故障后可改變直流系統(tǒng)周圍的環(huán)境，對直接接地的金屬或是非金屬進(jìn)行包裝處理，避免其與地面直接相連。

2.2 提高充電機(jī)、蓄電池維護(hù)水平

變電站直流系統(tǒng)問題優(yōu)化過程中可以提高充電機(jī)、蓄電池的維護(hù)水平。在充電機(jī)維護(hù)中，要定期對設(shè)備進(jìn)行清掃，保持設(shè)備的整潔。要定期進(jìn)行測試和試驗(yàn)。在測試時(shí)，測量裝置參數(shù)的實(shí)際值，調(diào)整裝置顯示出的誤差。校準(zhǔn)單模塊的輸出電壓，試驗(yàn)各裝置報(bào)警功能，了解硬接點(diǎn)輸出的正常性[7]。另外，直流系統(tǒng)技術(shù)人員要按照規(guī)定對設(shè)備進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)，確保蓄電池可以正常使用。積極做好設(shè)備排查工作，盡可能減少蓄電池的個(gè)體差異問題，確保系統(tǒng)內(nèi)蓄電池的一致性。

技術(shù)人員在每個(gè)季度都要檢測電池內(nèi)部的電阻，對蓄電池的電壓進(jìn)行分析，確保電壓在合理范圍內(nèi)，避免電壓過低、過高。檢測周圍環(huán)境的溫度、濕度，減少環(huán)境干擾。具體來說，要在均充狀態(tài)下充滿蓄電池組；將備用的蓄電池組接入到直流系統(tǒng)中；將整組蓄電池退出，實(shí)施核對性充電、放電實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后均充蓄電池，充電過程為恒流充電、恒壓均充、恒壓浮充；以核對性充電、放電實(shí)驗(yàn)方式對電池組真實(shí)容量加以判斷，明確設(shè)備是否健康。

2.3 改進(jìn)變電站直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察設(shè)備

優(yōu)化變電站直流系統(tǒng)問題時(shí)，改建變電站直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)察設(shè)備也是尤為必要的。經(jīng)大量實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，交變對稱電壓、電流源激磁鐵心中直流恒電磁場若同時(shí)存在，就會破壞交變磁通的對稱性，使其波形正負(fù)半波相位也會隨之發(fā)生變化。從某種角度來講，正負(fù)半波相位的變化量情況能將直流偏置電流的情況反映出來，包括方向、大小。利用該特性可改進(jìn)相位差磁調(diào)制式直流電流傳感器。該傳感器有較好的一致性，且絕緣監(jiān)察的設(shè)計(jì)相對簡單，安裝便捷并不需要任何調(diào)校，能直接測量接地漏電流、檢測直流系統(tǒng)的對稱接地故障。此外要加強(qiáng)直流系統(tǒng)絕緣管理[8]。直流系統(tǒng)技術(shù)人員要分離直流系統(tǒng)與其他設(shè)備，做到針對性保護(hù)。而且在日常工作中要做好防護(hù)工作，包括防水、防塵和防潮等，避免因外界因素的干擾引發(fā)連電事故。

2.4 嚴(yán)格按照規(guī)定整合直流配置

在掌握變電站直流系統(tǒng)接線與配合問題的基礎(chǔ)上，可結(jié)合實(shí)際情況，嚴(yán)格按照規(guī)定整合直流配置。依據(jù)直流系統(tǒng)的供電方式及出現(xiàn)的相應(yīng)故障，深入分析空氣開關(guān)、斷路器?？梢悦鞔_的是目前已經(jīng)投入使用的空氣開關(guān)、斷路器類型均比較多[9]。不同的空氣開關(guān)和斷路器其特點(diǎn)、應(yīng)用效果均存在差異。在變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行中，為確保系統(tǒng)可有序、安全運(yùn)行，避免因個(gè)體差異，導(dǎo)致上下級線路協(xié)調(diào)運(yùn)行受到影響，直流系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)人員要關(guān)注直流電路配置問題。需要重點(diǎn)關(guān)注的問題是設(shè)備、裝置型號要一致。定期檢查直流系統(tǒng)設(shè)備情況，了解直流系統(tǒng)的設(shè)備與裝置型號是否一致，若不一致則需要按照規(guī)定對直流配置進(jìn)行整合，減少因配型差異問題引發(fā)的故障。

2.5 加強(qiáng)維護(hù)人員的綜合培養(yǎng)

在變電站直流系統(tǒng)問題優(yōu)化過程中要加強(qiáng)維護(hù)人員的綜合培養(yǎng)。從某種角度來說，維護(hù)人員的綜合能力會對變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生直接影響。在培養(yǎng)維護(hù)人員時(shí)，不僅要提高其安全責(zé)任意識同時(shí)也要加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)。一方面提高安全責(zé)任意識，定期召開會議，以會議強(qiáng)調(diào)的方式向維護(hù)人員灌輸安全責(zé)任意識，使其充分認(rèn)識到自己所處的崗位有多么重要，充分意識到自己若存在失誤可能會導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)問題，最終致使設(shè)備甚至人身損失；另一方面加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)。定期組織維護(hù)人員參與培訓(xùn)，在維護(hù)現(xiàn)場由高級技術(shù)人員對其進(jìn)行指導(dǎo)，培訓(xùn)內(nèi)容包括直流系統(tǒng)維修相關(guān)專業(yè)知識、技巧，也包括直流設(shè)備工作安全風(fēng)險(xiǎn)的評估方法、危險(xiǎn)點(diǎn)分析方法等。通過培訓(xùn)的方式提高維護(hù)人員的專業(yè)技術(shù)水平，在變電站直流系統(tǒng)檢查中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2.6 規(guī)范直流電源設(shè)備的維檢

通過對當(dāng)前直流電源設(shè)備維檢規(guī)范的現(xiàn)狀分析，變電站管理人員結(jié)合現(xiàn)有的直流電源設(shè)備維檢現(xiàn)狀，從以下角度進(jìn)一步對定檢工作展開重視。首先，加強(qiáng)了對直流系統(tǒng)工作人員的重視。變電站管理人員加強(qiáng)了對直流系統(tǒng)相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，明確了變電站直流系統(tǒng)的重要性，非常重視直流系統(tǒng)相關(guān)人員的聘用，對相關(guān)人員的專業(yè)能力、綜合素質(zhì)進(jìn)行了全面的考察，堅(jiān)持了擇優(yōu)錄取的原則。

一方面，規(guī)范了直流電源設(shè)備的維檢。結(jié)合實(shí)際情況制定了相對完善的直流電源設(shè)備維檢計(jì)劃，各班組根據(jù)維檢計(jì)劃定期對直流電源設(shè)備進(jìn)行了維護(hù)與檢查。通過對直流電源設(shè)備的組成分析發(fā)現(xiàn)其可分為蓄電池組和直流屏兩部分。在維檢蓄電池組時(shí)，仔細(xì)檢查了每個(gè)蓄電池的外觀，確保電池?zé)o損壞痕跡，電池殼體無膨脹或是熱損壞現(xiàn)象，對蓄電池內(nèi)阻、連片阻值進(jìn)行測量且詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)。將其與原始數(shù)據(jù)比較，突變超過50%就實(shí)施核對性放電。在維檢直流屏?xí)r，確保絕緣檢查裝置、監(jiān)控單元的整定值，與定制單的數(shù)據(jù)保持一致性，監(jiān)控單元轉(zhuǎn)換功能正常；另一方面，規(guī)范了直流電源設(shè)備的全部檢驗(yàn)。完善了設(shè)備定期檢驗(yàn)管理制度，定期檢驗(yàn)了變電站中運(yùn)行的直流電源設(shè)備，了解設(shè)備運(yùn)行的健康狀況。同時(shí)制定了月檢驗(yàn)、年檢驗(yàn)等工作計(jì)劃，嚴(yán)格按照所制定的檢驗(yàn)計(jì)劃執(zhí)行。直流電源設(shè)備的維檢工作嚴(yán)格遵照定檢作業(yè)中相關(guān)說明執(zhí)行，定期檢驗(yàn)期間出現(xiàn)的缺陷，有效處理。