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谈变电站直流系统运行维护问题思考

2021/11/29 阅读:

摘 要:从直流系统的作用、原理以及运行维护等方面,介绍了直流系统运行维护的技术问题,并对运行中可能出现的异常情况和故障提出了处理措施。

关键词:变电站;直流系统;维护;故障

引言

变电所的工作电源主要采用直流系统。目前,大中型变电所所用的电源均为直流电,将交流电输入到直流屏蔽中,可由直流电供电,也可由蓄电池作为动力,提高了直流电供电的可靠性。在供电电源供应不正常的情况下,次级电路的运行也会受到影响,这对变电站是很不利的,而且会影响电网的安全运行,因此做好系统的安全维护工作至关重要。

1 变电站直流系统概述

1.1 变电站直流系统直流系统

是一种重要的独立电源系统,它是变电站安全运行的核心部分。做好直流系统的维护工作很重要,不仅关系到直流系统的使用寿命和运行安全性,而且对整个变电站的安全可靠运行也有很大的意义。变电站的直流系统主要包括高频开关电源整流模块、微机绝缘监测设备和蓄电池组。正常情况下,直流系统采用模块化管理模式进行运行控制,主要是由监控系统对各模块运行数据进行及时监测与采集,有效地调节直流系统的运行方式,最终实现对直流系统的有效控制。当变频器在变频器上运行时,变频器不受影响,当变频器外的交流电因故障而不能正常供电时,直流系统可通过内部蓄电池为设备提供正常工作所需的直流电源。

1.2 变电站直流系统的基本配置和原理

单母线分裂为直流系统奠定了基础,并实现了变电所双电源工作模式。通常情况下,直流系统中的电池通常采用阀控铅酸方式。它由电池组、微绝缘监测装置、高频开关电源整流模块等部件组成。对于特定的应用,则采用模块化方式对直流系统进行管理。各功能模块中,监控系统可对直流系统进行有效管理,包括自动控制运行参数、测量值和直流运行方式等。目前,国内大部分变电站都采用智能高频开关电源对直流系统进行充电,而在此之前采用的相控整流充电装置也逐渐消失。变电所直流系统可视为一种独立电源,它为变电所内的各种电器设备提供可靠的直流电。直流系统一般具有结构独立、稳定性高等特点,变电所运行方式对直流系统的影响不大。若外接交流电源发生断路,使正常供电无法保持稳定时,直流系统可通过内接电池向变电站直流供电来维持变电站的正常运行。

2 变电站直流系统常见故障

2.1 绝缘监测装置故障

在运行过程中,绝缘监测设备的运行稳定性将受到直流系统中回路或接线的影响。若 DC 系统出现问题,则会妨碍绝缘监测设备的运行效果,而且会浪费更多的资源,因此需要加以改进。如果运行中的绝缘监测设备出现了异常,总线上将发出警报,但更多的变电站将通过分支线路断开来消除接地位置,这将导致绝缘监测设备崩溃,损坏内部组件,严重影响电力系统的安全运行。直流系统中的绝缘监测设备受网络拓扑结构的影响,必须采用计算机信息技术来防止绝缘监测设备内部元件的碰撞和损坏。

2.2 直流系统接线故障

1)线路故障。目前,直流电主要有环形和辐射式两种,以往的变电所通常采用环形供电,这样增加了成本消耗,使用过程中比较容易出现故障,各环网结构相互影响,直接威胁到其他设备的正常工作,而且这种电源不利于相应故障点的检测。此外,对直流线路上的上下级配合也应加以重视,在目前的设计中往往忽略了配合问题,导致控制回路失效。

2)直流线路接地故障。直流接地故障是直流电源系统中较常见的一种高频故障,其产生原因主要有四点:材料质量不合格,比如:有些二次电路的绝缘质量不符合施工标准,绝缘效果不好,极易造成接地故障;外来动物的影响,很多变电所位于野外,在这种情况下,各种各样的小动物(如啮齿类动物、昆虫等)很容易接触带电线路,引起接地短路;外部环境湿度可能会直接对空气中的金属构件造成影响。这部分元件本身具有绝缘性能,但是由于外部湿度较高或持续暴雨,可能会导致系统接地;手动接触及异常维修操作均可引起直流接地故障。

3)蓄电池问题。由于直流系统在运行中要用到很多种不同的电池,所以需要对各种类型的电池采取有效的、科学的维护措施,这就对维修人员的专业技能提出很高要求。使用不当或维修不当都会增加操作风险,不利于直流系统的稳定。电池在运行中,经常发生开关故障,致使主变压器跳闸。另外,许多其他因素的影响也可能导致电池不能正常工作。

3 变电站直流系统运行维护措施

3.1 采用监控装置

必须为中小型变电站配备监控装置,并对电力设施的运行进行实时监控。一旦出现问题,它很快就会识别出故障。要使监测装置正常工作,必须按照有关标准进行改造。为了维持监控设备,必须雇佣专业人员来获取和维护相关信息。

3.2 应用多种设备处理直流系统故障

为了保证 DC 接地故障处理操作的安全性和规范性,缩小 DC 系统的故障查找范围,通过网络对DC 系统进行划分,保证各部件独立运行。对于 DC的负载,确定需要转移的支路,忽略部分支路,检查DC 系统接地故障,采用转移负载的方法,确保 DC系统能正常工作,并保证 DC 系统能顺利地进行接地故障检查。为了提高接地故障点定位的准确性,必须采用直流熔断器,并采取有效措施对直流熔断误差进行规范处理和修复。为了防止 DC 系统发生故障,建立完善的监控体系,对 DC 系统运行进行实时监控,并采取有效措施加以防范,以保证整个系统的安全、稳定、可靠运行。

3.3 加强常规维护操作和保养

电池工作方式为“浮充”,即电池与充电装置并联工作。负载由硅整流式充电装置供电,电池通过浮充电流充电,电池的自放电量得到相应补偿,使电池始终处于充放电状态。在使用过程中,必须保证浮充电流稳定,充电装置随时监控浮充电流,调节至正常。此外,要避免电池过度充电,以免影响电池的寿命。长期超负荷工作,会引起电极板的硫化,同时由于电极板上活性材料的剥落,还会引起损耗功率增大。还有浮充电流和新老电池的问题。正常的单节电池有 2.15~2.2 V 的浮充电压。单电池的浮充电压可在 2.1 V 和 2.2 V 电压范围内避免。

3.4 加强充电设备的运行维护

在变电站内,如果充电设备的电池组有关参数设定不合理,就会出现充电不正常的情况,影响充电器的正常工作,使系统纹波参数超过正常标准。为了保证电池组在运行过程中的安全、稳定,有关人员应加强对充电相关设备的维护,同时对相关充电设备进行有效维护,并严格检查直流输出电压、交流输入电压等参数。确保电流信号在正常范围内,并能保护信号参数。当变电站交流电源出现故障时,为了保证DC 电源正常工作,需要将电池用作电源。因此,应适当调整母线电压,以保证母线能输出正常稳定的电压。

3.5 加强电池维护工作

重视消防工作。为了防止电池在火灾中出现安全问题,一般要把电池放在严格防火的地方。注意电池的腐蚀问题。需要在放置电池的环境中涂上相关的防腐蚀涂料,这一工作可有效地避免发生腐蚀问题。定期检查和不定期检查,及时发现潜在的隐患,保证电池组的有效功能。切实落实对电池进行深放电检测的方法。

4 结语

随着科技的发展,新技术和新设备不断被引入到直流系统运行维护中。变电所功能的不断完善,对设备的运行维护提出了新的挑战。分析和研究运行中出现的问题,不断完善和优化直流系统的维护,避免了大量的人力、物力成本,为长时间安全稳定运行提供了保障。由于变电所的直流系统是整个电力系统的核心,所以必须保证在最可靠状态下,直流系统能够提供稳定的电流。变电所接地故障严重影响变电所的正常运行,危及变电所职工的人身安全。变电所直流系统的运行维护直接关系到整个系统的正常运行。若直流系统在变电所中发生故障,必须按相应的处理方法,以规范、科学、专业的方式排除故障,使直流系统处于安全状态。

参考文献

[ 1] 高涵冰,徐景升.有关变电站直流系统中蓄电池的检测和维护问题思考与探讨[ J] .中国电子商务,2018(3):97-98.

[ 2] 刘茜.张洪星.变电站直流系统的运行与维护研究[ J ] .电源技术应用,2018(1):69-70.

[ 3] 包锡军.分布式与集中式直流系统在变电站的应用[ J ] .集成电路应用,2019,36(11):78-79.

作者:陈劢 包旭 单位:泰州供电公司

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