站用低压直流电源系统技术改造方法探讨

汪昌元 蒙进扬 吴文健

摘 要：站用低压直流电源系统作为操作、信号、继电保护、事故照明、仪器仪表、通信和控制等重要设备电源，直流电源系统意义重大，要求时刻保障可靠供电。随着运行年限增加，直流电源系统配件因性能下降、设备故障等原因需要进行技术改造，部分严重缺陷不能等到机组大修停电进行改造，所以需要针对直流电源系统技术改造方法进行深入研究。本文刨析直流电源系统各组成器件以及器件作用，探讨合适各器件改造的方法。

关键词：直流电源系统、技术改造、不停电改造

0.引言

站用低壓直流电源系统是为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备;主要由充电设备、蓄电池、直流屏、直流分屏、绝缘监测装置、负载等组成。直流电源系统设备缺陷直接影响二次设备运行，在直流电源系统发生轻微缺陷不影响安全生产时，可挂缺陷运行等待大修处理;当发生重大缺陷可能威胁安全生产或者直接导致直流电源系统无法正常运行时，需及时技改检修。电厂大修是按计划进行，不能因局部故障进行停机检修，所以在非大修器件局部设备技改需采用合理方法进行，保障电力安全生产。

1.直流电源系统设备缺陷及危害分析

通过总结日常对直流电源系统故障维护工作，直流电源系统有常见故障，常见故障如下表所示：

直流系统故障缺陷可分为轻度和重度缺陷，轻度缺陷对安全生产影响不大，如测量不准超误差;重度缺陷对安全生产构成直接威胁，如蓄电池开路故障、可能导致保护拒动，蓄电池短路故障、可能导致火灾发生。所以轻度缺陷可短期挂缺陷运行，等待大修检修处理;重度缺陷需及时处理，避免故障影响一次设备运行，造成电力生产事故。

当直流电源系统发生重大缺陷时，需及时对缺陷设备进行检修、技改，涉及运行状态检修设备问题。

2.直流电源系统设备改造方法探讨

2.1充电设备改造

当充电机发生不能输出、通信故障、纹波超规程要求、稳流稳压精度不达标等重大缺陷时，需及时对充电机进行技改维护。

对充电机技改首先选择合格充电机，选择充电机依据“DL/T 5044-2014 电力工程直流电源系统设计技术规程”进行选择。

改造充电机方法有在原屏柜对充电机改造和充电屏整屏改造两种方式，

充电机改造

充电机改造方法在于，利用原系统屏柜，依据新充电机机箱尺寸重新定制屏柜面板，现场拆除旧充电机后，安装新面板、安装新充电机。

充电机改造优点在于：现场分体安装，工程量小;在原屏柜改造，无需新屏安装位置。

充电机改造不足在于：原屏柜内拆除部分与保留部分要清晰划分，防止错拆、误拆;防止电伤;防止影响运行系统。

充电屏改造

充电屏改造方法在于，依据原直流电源系统充电屏参数需求，总结该系统运行多年对充电屏的新要求，重新设计充电屏，厂家完成屏柜生产，现场安装成套设备。

充电屏改造优点在于：屏柜新设计，设备成套配置，设备寿命一致性高、成套集成度高。

充电屏改造不足在于：整屏改造屏柜体积、重量大，需要专业工程队施工;现场需要有屏柜安装位置。

2.2蓄电池维护与改造

蓄电池维护与改造工作有：蓄电池活化维护和蓄电池组更换工作。

蓄电池活化

蓄电池活化工作是把蓄电池组内某节落后电池拆卸到线下进行活化测试，单充单电系统和两充两电系统操作有所不一样。单充单电系统在线拆卸蓄电池需要借助跨接宝工具设备进行，保障蓄电池组不能脱离母线运行;两充两电系统可以通过闭合母联刀闸、退出故障电池组、拆卸故障电池的操作流程操作。对比两种操作，采用跨接宝操作属于带电操作，具有高风险性;合母联退电池组操作是离线操作，相对安全。

蓄电池组更换改造

依据“DL/T 5044-2014 电力工程直流电源系统设计技术规程”选择合适的蓄电池组，采购新蓄电池组，对蓄电池组进行更换。

改造蓄电池组主要事项：蓄电池安装空间尺寸以及安装方式。

蓄电池组更换需要设备有后备蓄电池组（两充两电系统不需要）、后备充电机组（两充两电系统不需要）、放电仪。

通过接入后备蓄电池组，然后退出故障电池组、拆卸，安装新电池组，对新电池组进行三充两放试验验证容量合格性，最后投入运行。

2.3绝缘监测装置改造

直流馈线屏主要设备有汇流排、直流断路器、指示灯、绝缘监测装置、表计等，其中绝缘监测装置属于多电子元件设备，寿命有限。绝缘监测装置故障发生时，成本角度评估，不便更换直流馈线屏，需对绝缘监测装置进行技术改造。

直流馈线支路电缆需要贯穿通过绝缘监测装置的接地选线CT，而很多直流馈线负荷不能停电，通过倒负荷解端子安装CT方式效率极低;所以对绝缘监测装置改造时首选开口CT的装置，只有开口CT才能实现高效不停电改造。绝缘检测装置的其他性能参数参照“DL/T1392-2014直流电源系统绝缘监测装置技术条件”进行选择。

绝缘监测装置改造现场实施方法：

●第一步：在直流电源系统接入临时备用绝缘监测装置或者平衡桥;

●第二步：拆卸故障绝缘监测装置;

●第三步：安装新绝缘监测装置;

●第四步：新绝缘监测装置接入直流电源系统;

●第五步：退出临时绝缘监测装置;

●第六步：试验、验收新绝缘监测装置。

3.小结

本文通过总结日常工作，分析变电站低压直流电源系统故障缺陷类型及危害，针对设备相关规程要求，总结选择合适现场方法;结合不同设备现场运行环境与功能作用，分析多种设备改造方法。这些方法对电力生产单位直流电源系统设备检修工作者均有一定参考价值，意义重大。

参考文献：

[1]DL/T 5044-2014 电力工程直流电源系统设计技术规程.

[2]DL/T1392-2014直流电源系统绝缘监测装置技术条件.

[3]白忠敏、刘百震、於崇干，电力工程直流系统设计手册（第二版），中国电力出版社，2016-04-01，ISBN：9787508384382

作者简介：

汪昌元——男，工程师，广西电网有限责任公司防城港供电局，主要研究方向：继电保护及直流电源维护技术。

（1、广西电网公司防城港供电局    广西   防城港   538000;2、中国华电集团贵港发电有限公司   广西   贵港   537100;3、广州市仟顺电子设备有限公司   广东   广州  510000）