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[摘 要]直流系统是变电站的一个重要组成部分，直流系统可靠运行是电网安全、稳定、连续运行的保证。本文从三方面探讨了变电站直流系统运行现状及存在问题，并提出了相应的对策。
[关键词]变电站；直流系统；问题
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0040-01
一、直流系统绝缘下降
变电所直流系统一般比较复杂，直流配出回路较多，故发生系统绝缘下降故障的机会较多。当直流系统中某极一点绝缘下降或直接接地时，虽然暂时不会引起任何危害，但当同一极的另一点再有接地情况发生时，就可造成保护回路的不正确动作，从而引起断路器误跳闸等事故。当另一极再接地时，则造成直流短路。
造成直流系统发生接地的主要原因是：电缆或设备元器件的绝缘老化、受潮、破损以及装置电源板发生损坏的故障。直流系统多点接地的危害：可能造成继电保护和自动装置误动、拒动、烧坏继电器接点和熔断保险。下面对一个直流系统绝缘下降实例进行分析：
某工厂供水站变电所内，40AhGNDC直流电源一套，投运以来情况良好。某天，厂里发现直流绝缘下降，并且在转动CK测量正对地电压时，发生楼上高压开关自动合闸后又立即跳闸的现象。首先查看电池，情况正常。该直流电源柜内所有元件和高压开关均没有直接联系。在厂方人员认定电源柜可能有接地现象的情况下，断开所有的直流负荷，结果故障现象消失。这说明直流电源柜内包括蓄电池在内的所有元器件绝缘良好，无接地现象。看来原因还在外电路。仔细查看高压开关合闸线路图，有三种合闸方式，其中一条回路中串有现场阀门的限位开关节点。询问厂方人员又了解到前几天进行了阀门等机械设备的检修，问题可能出在这里。到现场逐一检查，终于发现有一个阀门的阀头处有一根线搭接在阀体外壳上，接好这根线，重新操作，一切正常，故障排除。对于整个故障的分析如下：高压开关的一条合闸回路中串有现场的阀门开关触头，且开关本身的辅助常闭触头也串在该回路中。当CK操作至“正对地”时，正极电压通过地引入了高压开关的合闸回路，引起合闸；同时由于其辅助触点在开关动作后变为断开状态，又分断了合闸电源，故造成开关合闸后又立即分闸的事故。
对于直流系统绝缘下降问题，我认为有以下方法可以预防：
（1）不仅仅重视直流电源设备的运行维护，还要重视直流绝缘监察装置的巡视检查，重视并督促装置消缺工作。
（2）把好新建变电站验收关，尤其施工安装工艺要符合规范合理与标准。重点是端子箱，刀闸辅助接点处的接线，瓦斯继电器及相关电缆的验收。大到电力电缆的敷设，小到一根电缆芯线的扎接。基建工程问题不要带到运行中来，真正做到零缺陷投运。
（3）在二次系统大修和改造中，做到回路完整，既不留寄生回路，也要尽量避免回路之间的环网或交叉，并落实继电保护技术规程和国网保护装置直流双重化问题。
（4）重视继电保护及安全自动装置定检工作，尤其是定检项目中刷灰、拧螺丝和摇绝缘等基本工作，这些都是提高二次系统绝缘水平的重要手段。借助于春检和秋检，有计划地安排对老变电站内端子箱内端子进行更换。
二、变电站中直流系统存在的环网问题
近年来随着电网的发展，在系统中占据重要地位的变电站二次设备的直流系统也暴露出很多问题。直流电源是电力系统的重要组成部分，是继电保护的控制核心。所有继电保护装置的工作电源都是用直流电源，而且，许多大的电网事故发生都和直流系统出现的问题存在关系。对一个变电站来讲，直流是一个公用部分，直流某一点有故障，将影响整个站保护装置的安全运行，直流系统在变电站中的重要地位不言而喻。但是，原来的变电站直流系统老化，特别是220 kV及以下的变电站，基本上都是一段蓄电池向全站二次设备提供电源。因此，系统中不断开展直流整治活动，直流系统不断得到更新。但是在由一段蓄电池改善为两段独立蓄电池独立供电的直流运行方式改变后，经常会因继电保护二次回路接线错误而引起直流系统的各种环网问题，从而反过来严重影响整个变电站的二次设备正常运行，甚至会引起更大的电网事故。
目前，我国以前的直流系统都采用环形供电方式，即直流屏经空开上小母线，在下一级实现环网。环网结构虽然从表面上提高了可靠性，降低了设计成本，但实际上它也有很多缺点，特别是运行时间长了以后，容易产生更多的问题，特别是给绝缘监察和查找接地或环网造成极大的困难，容易造成回路迂回，不利于查找故障点，尤其是在老旧变电站和绝缘总体下降的变电站。因此改直流系统环网结构为辐射型网络结构，采取直流分屏方式，保证直流回路的完整清晰。这样对于查找直流接地或环网，也有特别明显的效果。
三、蓄电池问题
蓄电池运行中存在的隐患：蓄电池由于自身长期处于浮充状态的使用特点，且当前各变电站2～3年都不能进行蓄电池放电活化维护，这就使一些变电站暴露出以下问题：蓄电池在长期浮充状态下，只充电而不放电，势必会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻增大，容量大幅下降；变电站交流停电后，整组电池的电压下降很快，电池容量已经很低，放电时间很短，但事前不可预知；变电站交流停电后，蓄电池放电一段时间（几分钟到几十分钟）后，蓄电池突然开路不能继续放电。
个别蓄电池出现漏液，当蓄电池运行一段时间后，经常会出现个别电池自安全阀处出现白色结晶物，这是由于电池中电解液出现外溢，其原因是由于充电时安全阀开启频繁，或安全阀动作压力阈值较低，造成电解液外漏。
电池出现落后，造成整组蓄电池性能下降的恶性循环。当电池组中蓄电池出现落后电池时，由于充放电机制无法对其进行区别对待，如充电依然按照最初设定电压值进行浮充，但各个电池接受能力不一致，致使个别落后电池造成恶性循环，并加剧一致性差异，因而造成整组蓄电池性能下降。
阀控式密封铅酸电池虽称为免维护电池，根据实际运行经验，为保证放电容量和延长使用寿命，我们必须对其进行定期充放电和日常的维护工作。
阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，浮充电压值宜控制为2.25V/只，欠充对电池的使用寿命影响很大，应避免此种情况的发生。阀控蓄电池在正常使用的条件下是不需要均充充电的，在下列情况下应进行与初始充电方式相同的均充充电。①任意一个电池浮充电压低于2.18V/单体。②在一组电池内，单体之间的浮充电压差值大于0.1V。（说明：出现①②情况时，可以对问题电池单独进行活化，也就是用初始充放电的方法反复均充前可对电池作40%额定容量的放电，放电电流为10小时率恒流，均充最多进行三次。）③紧急事故放电后要求在最短的时间内对电池再充电。④未进行均充满3个月，均充时电池组应退出运行，均充时间为10h。
使用后电池容量测试和维护：每月测量单体电池的端电压及外壳温度。须每年进行一次放电试验，以检查电池组的容量和活化电池极板。对运行三年以内的电池每年进行放电容量为全容量40%的放电试验；对运行时间超过三年的电池，应每年进行全核对性放电试验。放电前应对电池进行均充，均充后让电池组静止8小时才能进行放电容量测试。经过3次全核对性放电试验后，蓄电池容量仍然达不到额定容量的80%以上，可认为电池使用寿命已到，应进行更换。当一组电池中有个别电池容量不足，可个别更换，但更换前必须活化新电池；当一组电池中有较多电池（占数量的1/3以上）低于80%额定容量，应整组进行更换。充电过程中如电池温度超过45℃，必须停止充电或转换为浮充状态，以免损坏电池。
参考文献
[1] 谢勇.变电站直流系统运行与维护分析[J].科学与财富， 2013年12期.
[2] 卢娜，韩密.变电站直流系统运行存在的问题及对策[J].电子制作，2014年6期.
[关键词]变电站；直流系统；问题
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0040-01
一、直流系统绝缘下降
变电所直流系统一般比较复杂，直流配出回路较多，故发生系统绝缘下降故障的机会较多。当直流系统中某极一点绝缘下降或直接接地时，虽然暂时不会引起任何危害，但当同一极的另一点再有接地情况发生时，就可造成保护回路的不正确动作，从而引起断路器误跳闸等事故。当另一极再接地时，则造成直流短路。
造成直流系统发生接地的主要原因是：电缆或设备元器件的绝缘老化、受潮、破损以及装置电源板发生损坏的故障。直流系统多点接地的危害：可能造成继电保护和自动装置误动、拒动、烧坏继电器接点和熔断保险。下面对一个直流系统绝缘下降实例进行分析：
某工厂供水站变电所内，40AhGNDC直流电源一套，投运以来情况良好。某天，厂里发现直流绝缘下降，并且在转动CK测量正对地电压时，发生楼上高压开关自动合闸后又立即跳闸的现象。首先查看电池，情况正常。该直流电源柜内所有元件和高压开关均没有直接联系。在厂方人员认定电源柜可能有接地现象的情况下，断开所有的直流负荷，结果故障现象消失。这说明直流电源柜内包括蓄电池在内的所有元器件绝缘良好，无接地现象。看来原因还在外电路。仔细查看高压开关合闸线路图，有三种合闸方式，其中一条回路中串有现场阀门的限位开关节点。询问厂方人员又了解到前几天进行了阀门等机械设备的检修，问题可能出在这里。到现场逐一检查，终于发现有一个阀门的阀头处有一根线搭接在阀体外壳上，接好这根线，重新操作，一切正常，故障排除。对于整个故障的分析如下：高压开关的一条合闸回路中串有现场的阀门开关触头，且开关本身的辅助常闭触头也串在该回路中。当CK操作至“正对地”时，正极电压通过地引入了高压开关的合闸回路，引起合闸；同时由于其辅助触点在开关动作后变为断开状态，又分断了合闸电源，故造成开关合闸后又立即分闸的事故。
对于直流系统绝缘下降问题，我认为有以下方法可以预防：
（1）不仅仅重视直流电源设备的运行维护，还要重视直流绝缘监察装置的巡视检查，重视并督促装置消缺工作。
（2）把好新建变电站验收关，尤其施工安装工艺要符合规范合理与标准。重点是端子箱，刀闸辅助接点处的接线，瓦斯继电器及相关电缆的验收。大到电力电缆的敷设，小到一根电缆芯线的扎接。基建工程问题不要带到运行中来，真正做到零缺陷投运。
（3）在二次系统大修和改造中，做到回路完整，既不留寄生回路，也要尽量避免回路之间的环网或交叉，并落实继电保护技术规程和国网保护装置直流双重化问题。
（4）重视继电保护及安全自动装置定检工作，尤其是定检项目中刷灰、拧螺丝和摇绝缘等基本工作，这些都是提高二次系统绝缘水平的重要手段。借助于春检和秋检，有计划地安排对老变电站内端子箱内端子进行更换。
二、变电站中直流系统存在的环网问题
近年来随着电网的发展，在系统中占据重要地位的变电站二次设备的直流系统也暴露出很多问题。直流电源是电力系统的重要组成部分，是继电保护的控制核心。所有继电保护装置的工作电源都是用直流电源，而且，许多大的电网事故发生都和直流系统出现的问题存在关系。对一个变电站来讲，直流是一个公用部分，直流某一点有故障，将影响整个站保护装置的安全运行，直流系统在变电站中的重要地位不言而喻。但是，原来的变电站直流系统老化，特别是220 kV及以下的变电站，基本上都是一段蓄电池向全站二次设备提供电源。因此，系统中不断开展直流整治活动，直流系统不断得到更新。但是在由一段蓄电池改善为两段独立蓄电池独立供电的直流运行方式改变后，经常会因继电保护二次回路接线错误而引起直流系统的各种环网问题，从而反过来严重影响整个变电站的二次设备正常运行，甚至会引起更大的电网事故。
目前，我国以前的直流系统都采用环形供电方式，即直流屏经空开上小母线，在下一级实现环网。环网结构虽然从表面上提高了可靠性，降低了设计成本，但实际上它也有很多缺点，特别是运行时间长了以后，容易产生更多的问题，特别是给绝缘监察和查找接地或环网造成极大的困难，容易造成回路迂回，不利于查找故障点，尤其是在老旧变电站和绝缘总体下降的变电站。因此改直流系统环网结构为辐射型网络结构，采取直流分屏方式，保证直流回路的完整清晰。这样对于查找直流接地或环网，也有特别明显的效果。
三、蓄电池问题
蓄电池运行中存在的隐患：蓄电池由于自身长期处于浮充状态的使用特点，且当前各变电站2～3年都不能进行蓄电池放电活化维护，这就使一些变电站暴露出以下问题：蓄电池在长期浮充状态下，只充电而不放电，势必会造成蓄电池的阳极极板钝化，使蓄电池内阻增大，容量大幅下降；变电站交流停电后，整组电池的电压下降很快，电池容量已经很低，放电时间很短，但事前不可预知；变电站交流停电后，蓄电池放电一段时间（几分钟到几十分钟）后，蓄电池突然开路不能继续放电。
个别蓄电池出现漏液，当蓄电池运行一段时间后，经常会出现个别电池自安全阀处出现白色结晶物，这是由于电池中电解液出现外溢，其原因是由于充电时安全阀开启频繁，或安全阀动作压力阈值较低，造成电解液外漏。
电池出现落后，造成整组蓄电池性能下降的恶性循环。当电池组中蓄电池出现落后电池时，由于充放电机制无法对其进行区别对待，如充电依然按照最初设定电压值进行浮充，但各个电池接受能力不一致，致使个别落后电池造成恶性循环，并加剧一致性差异，因而造成整组蓄电池性能下降。
阀控式密封铅酸电池虽称为免维护电池，根据实际运行经验，为保证放电容量和延长使用寿命，我们必须对其进行定期充放电和日常的维护工作。
阀控蓄电池组在正常运行中以浮充电方式运行，浮充电压值宜控制为2.25V/只，欠充对电池的使用寿命影响很大，应避免此种情况的发生。阀控蓄电池在正常使用的条件下是不需要均充充电的，在下列情况下应进行与初始充电方式相同的均充充电。①任意一个电池浮充电压低于2.18V/单体。②在一组电池内，单体之间的浮充电压差值大于0.1V。（说明：出现①②情况时，可以对问题电池单独进行活化，也就是用初始充放电的方法反复均充前可对电池作40%额定容量的放电，放电电流为10小时率恒流，均充最多进行三次。）③紧急事故放电后要求在最短的时间内对电池再充电。④未进行均充满3个月，均充时电池组应退出运行，均充时间为10h。
使用后电池容量测试和维护：每月测量单体电池的端电压及外壳温度。须每年进行一次放电试验，以检查电池组的容量和活化电池极板。对运行三年以内的电池每年进行放电容量为全容量40%的放电试验；对运行时间超过三年的电池，应每年进行全核对性放电试验。放电前应对电池进行均充，均充后让电池组静止8小时才能进行放电容量测试。经过3次全核对性放电试验后，蓄电池容量仍然达不到额定容量的80%以上，可认为电池使用寿命已到，应进行更换。当一组电池中有个别电池容量不足，可个别更换，但更换前必须活化新电池；当一组电池中有较多电池（占数量的1/3以上）低于80%额定容量，应整组进行更换。充电过程中如电池温度超过45℃，必须停止充电或转换为浮充状态，以免损坏电池。
参考文献
[1] 谢勇.变电站直流系统运行与维护分析[J].科学与财富， 2013年12期.
[2] 卢娜，韩密.变电站直流系统运行存在的问题及对策[J].电子制作，2014年6期.