变电站直流电源系统存在问题分析及改进措施

王婧

【摘  要】智能变电站直流电源系统优化是其应用工作的重要组成部分，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了变电站直流电源系统运行中存在的问题，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就其优化方法展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

【关键词】智能变电站;直流电源;系统;优化

1.直流电源系統概述

直流电源系统为继电保护、设备自动化控制等提供必要的电力支持。在智能变电系统中，交流电与直流电并存，如图1所示。在实际运作过程中，一旦设备发生故障，交流电源将会受到极大的限制，甚至是停止对设备供电，这时为了保证设备的正常运行，直流电源将会发挥重要作用，代替交流电源成为电力系统新的能源供给。电源系统的建设有以下要求：可以保证电力系统的正常运行或是稳定可靠;需要具备一定的蓄电能力，以保证在发生故障的情况之下，可以进行持续供电，维持供电系统进一步运行;系统或系统中设备的使用寿命需要达到设计要求。在满足以上基本需求的同时，直流电源系统还应具有工作便捷、使用方便、经济适用，以及占地面积较小、整体外观结构紧凑等优点。

2.变电站直流电源系统运行中存在的问题

2.1直流电源系统绝缘监察装置原因

变电站直流电源在使用中，需要使用较长的二次电缆进行连接，外部设施组成也较为复杂，外面部分受环境影响较大，如果处在潮湿区域，经过长时间的运行，电线表面就会出现一些腐蚀，虽然设备还能够运行，但一些精细设备就会呈现功能不足的问题，元件灵敏度下降、工作效率不强的情况时有发生。只有全面保护好绝缘监察装置，才能避免出现死机现象，有效保护全站系统直流电源，避免出现地址丢失的现象，而绝缘监察装置在同一母线多路电源下降时不能及时发出报警，造成数据错误。系统直流电源的网络拓扑对绝缘监察装置是否正常运行造成直接的影响，很多绝缘监察装置馈线屏使用的是辐射状态，运行回路到下一站的时候，又接上了小母线，出现了环网结构，造成接地时不能自动检测，选线就会出现错误。

2.2直流电源系统接线存在相关问题

变电站直流电源接线有着非常严格的规定，环网结构出现问题的几率非常大，不利于快速排查故障点位置，这种现象多发生在老旧变电站和绝缘部分不灵敏的变电站。在直流空开熔丝级别上也会出现配合不力的现象，直流回路中的熔断器、空气开关是直流电源系统重要的元件，能够成为馈线回路供电网络断开和间隔的辅助。熔丝或空开的级别需要做到良好的配置，按标准要求进行有效配置，才能得到优质选型，全面避免出现空开特性不同导致的级别差错。

2.3充电机使用问题分析

充电机是重要的设备，在日常维护工作中，相关操作人员不能正确使用充电机，对工作原理与运行细节缺少必要的保护，更不能从技术专业层面理解充电机额定电压数据，时常出现错误的操作，在全面了解性能与原理，才能通过正确操作完成指令，可以先行断开交流电源输入部分，然后再依次断开充电机与电池之间线路，在保证电池不漏电的基础上，完成各指令。多数变电站相控电源出现问题，都是自身原因导致的，一些不必要的损失就是在运行中发生的，造成电池和系统直流电源不能安全可靠运行，对电力正常供应形成障碍，影响了供电安全。一些变电站在设备安放上，较为随意，不能合理进行摆放，特别是充电机和蓄电池的位置，放置不合理，导致操作起来不方便，还有一些设备安放在没有通风口的地方，室内通风设备不完善，当放电出现高热时，就会直接导致室内温度超高，这时候，如果不能及时进行降温处理，就会造危害到电池的使用寿命，使供电质量得不到保障。

3.智能变电站的直流电源系统优化方法

3.1直流电源系统的设备优化

（1）直流电源系统的蓄电池优化方法。智能变电站并不是单单使用一种类型的电流，而是交流电和直流电共存。与传统意义上的常规变电站相比，智能变电站除了需要承受一部分直流负荷外，往往还需要承受一部分逆流负荷。如果在运作的过程中出现了直流失电现象，那么整个系统中会产生逆流负荷，这种逆流负荷对于蓄电池所造成的危害非常大，蓄电池选型时应加以考虑。实际运行中，需要考虑蓄电池的最大电流放电能力，并提升蓄电池的基本电容量。蓄电池电容量的提升并不是越大越好，过大的蓄电池电容量将会使整个直流电源系统的基本工作性能下降，通常在原有的标准电容量的基础上提高一个等级即可。必要的情况之下，需要对蓄电池进行放电测量，测量的方法是将蓄电池置于事故放电情况之下，维持1h，然后对其进行10次发电冲击，每次冲击的时间为500ms，放电冲击两次之间的时间间隔为2s。在放电检测过程中，系统中直流电源母线上的电压数值不能低于实际标准数值的90%。对于110kV以上的变电站来说，因为其设备数量较多，所以可以配置两个蓄电池构成蓄电池组，安装两个充电装置构成电力双充配置。而通信系统中的蓄电池应该单个布置。（2）直流电源系统的蓄电池辅助设备优化方法。蓄电池的相关检测设备可以很好对蓄电池当前时段的电压进行检测，但是不能检查蓄电池所具有的内阻大小，所以实际往往人工依靠一些特定的设备进行检测。这在很大程度上增加了检测环节的复杂性，所以对蓄电池的相关辅助设备同样需要进行优化，主要是对辅助设备进行必要的更换，采用具有蓄电池内阻检测功能的新辅助设备。其利用智能变电站系统的信息交换与实时传输功能，将检测到的信息反馈给工作人员，使工作人员可以全面了解蓄电池的整体情况。

3.2直流系统接线的优化。直接电源系统优化过程中，需要对蓄电池进行供电，系统的稳定性势必会受到影响，因此需要考虑其接线方法。需要对直流电源系统进行外接储备蓄电池组的设计，并且在应用过程中增加外接蓄电池组的隔离措施。外接储备蓄电池组不仅可以作为蓄电池检测的系统保护装置，还可以作为蓄电池组发生意外的备用设备，保证整个系统正常运行。

3.3直流系统负载的优化。根据国家电网的明确规定，对于220kV及以上的智能变电站系统来说，在设计的过程需要加入两个蓄电池组，而110kV以下智能变电站系统只需配置一个蓄电池组即可。在直流电源系统的设计过程中，需要对其所应用到的相关设备进行认真考量，对设备的负荷要求进行限制，应优先选择同种产品中的低能耗设备，以达到节能减排的目的。例如，系统中的事故显示信号灯可以采用LED灯具，不仅可以节能减排，还能降低直流电源系统中蓄电池的负载，对于延长蓄电池的使用寿命与供电时间有十分重要的作用。

4.结束语

综上所述，加强对智能变电站直流电源系统优化问题的研究分析，对于其良好应用效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的智能变电站直流电源系统应用过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体优化实施措施与方法的科学性。

参考文献：

[1]赵强.变电站直流电源设备选用与维护分析[J].科技信息.2016（21）：88-89.

[2]莫靖.变电站直流系统存在问题研究及其对策[D].华南理工大学，2013.

[3]谢聪乾.变电站直流电源运行与维护的探讨[J].机电工程技术，2011，04：27-29+66+111

（作者单位：国网山西电力检修公司）