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摘要：变电站直流电源的可靠运行，是变电站安全、稳定、连续运行的保证。本文介绍了变电站直流电源正常的运行方式，并讨论了充电装置和蓄电池的运行和维护。
关键词:变电站；直流电源；运行
1变电站直流电源系统构成
1.1交流进线
交流进线主要由交流输入开关、交流接触器、防雷器等部件组成。为了保证交流供电的可靠性，交流进线大多使用两路交流输入，此时就需要配备带机械互锁装置的交流接触器或是双电源自动切换装置，两路交流电源应分别取自站用电不同段的交流母线。
1.2充电装置
模块采用N+1冗余设计，可带电热拔插。多个模块并列运行时，具有良好的均流特性。每个模块内部具有监控功能，能不依赖总监控单元，独立工作。模块具有输入过压、欠压、缺相或相间不平衡、输出过压、欠压、短路、模块过温保护等功能。
1.3监控单元
微机监控单元是高频开关电源及其成套装置的监控、测量、信号和管理系统的核心部分。装置一方面能根据直流系统运行状态，综合分析各种数据和信息，对整个系统实施控制和管理；另一方面还能将整个电源系统的信息以客户指定的通讯协议上传到后台，而且能适应直流系统各种运行方式。监控单元一般有按键式和触摸屏两种操作方式，用户可以根据自己的需要灵活选择。
1.4馈线回路
根据用户的实际需要设计一定数量的馈线回路，包括馈线开关、状态/报警触点、指示灯、绝缘监视CT等部件。
1.5蓄电池组
蓄电池组的型式。蓄电池组是直流系统的重要组成部分，一般选用阀控式密封铅酸蓄电池。
蓄电池组的配置：为满足控制和保护冗余供电需要，220～500kV变电站直流电源系统均应配置两组高频充电装置和两组蓄电池；为满足无人值班直流供电冗余需要，110kV变电站直流电源系统宜配置两组高频充电装置和两组蓄电池。
蓄电池组的安装方式：采用集中安装和分散安装两种方式。集中安装一般采用组屏安装然后与其余的充馈电柜等安装在一起；分散安装则需设立独立的电池室，将电池安装在电池架上。用户可以根据现场的实际情况选择合适的安装方式。当变电站设有继电保护装置小室时，一般采用分散安装方式。
接线方式：（1）一组蓄电池直流系统采用单母线分段接线或单母线接线。单母线分段接线分为两种类型：一组蓄电池配置一套充电装置时，二者接入不同母线段；一组蓄电池配置两套充电装置时，两套充电装置接入不同母线段，蓄电池组跨接在两段母线上。
（2）两组蓄电池直流系统采用两段单母线接线，蓄电池组分别接于不同母线段，二段母线之间设联络电器。它可分为两种类型：两组蓄电池配置两套充电装置时，二者接入不同母线段；两组蓄电池配置三套充电装置时，两组蓄电池及两套充电装置分别接入不同母线段，第三套充电装置处于热备状态，经切换电器对两组蓄电池进线充电。
两组蓄电池正常情况下应分列运行，考虑到定期充、放电试验要求，为了转移直流负荷，需要对二段母线进行切换操作。切换时蓄电池组不得脱离直流母线，切换过程中允许两组蓄电池短时并列运行。并联操作时两组蓄电池的压差应满足小于系统额定电压的5%的要求。两段母线间的联络电器可以采用直流隔离开关，因短时并联操作频率低，可加装机械锁。
2蓄电池的运行与维护
2.1蓄电池的巡视和检查
定期检查主要是测量、记录蓄电池组的每个电池的外壳温度和端电压(精确到mV级)，对与超标的应及时上报处理。电压超标的标准：单个2V电池的端电压与平均值之差超过规定值±0.05V，单个12V电池的端电压与平均值之差超过规定值±0.3V。
阀控式蓄电池的巡视内容应包括蓄电池组端子、外壳清洁，无渗漏和变形，表计指示值与实际一致；辅助元器件工作正常，自动断路器位置正确，熔断器无熔断；蓄电池室通风、照明及消防设备完好；各支路的运行监视信号完好、指示正常，微机监控单元工作正常；设备标识清晰，无脱落；合闸母线、直流母线电压值在规定范围内等。
2.2蓄电池的运行环境温度
工作温度是影响蓄电池使用寿命的一个决定性因素，寿命为10年的蓄电池在30℃环境下运行，无温度补偿寿命缩短为5年，有温度补偿寿命为8年。温度过高会使阀控式蓄电池内有限的液体气化，增加电池内部的压力，从而使得安全阀频繁动作排放雾气，导致水分的损失。温度升高，电池组放电容量会增加，但寿命会降低，如果长期在高温下使用，运行环境温度每升高10℃电池寿命几乎就要缩短一半。如果温度过低，蓄电池容量会下降，工作环境温度每下降1℃，其容量就会下降1%。因此应尽量将蓄电池的运行温度控制在20℃～25℃之间，并对其进行密切地监视。
2.3蓄电池浮充电运行状态
蓄电池的工作状态也是影响蓄电池使用寿命的一个关键因素。阀控式蓄电池组正常运行时应以浮充电方式，单体浮充电压宜控制在2.23～2.28V。而对于长期处于浮充电状态的蓄电池组，无法判断阀控式蓄电池内部是否干裂或失水以及自放电的现有容量。这种长期对同组蓄电池只充电，不放电的运行状态是不合理的，根据运行统计资料显示，这样大大缩短了蓄电池所能提供的实际后备供电时间，使得其使用寿命减少，其原因是钝化了蓄电池内部的阳极极板，从而急剧增大蓄电池的内阻，使得蓄电池的实际容量大幅下降，而远远低于其标准容量。
2.4蓄电池的失水
蓄电池失水表现为蓄电池一旦放电，电压就会很快下降到终止电压值，而在运行中浮充电压却是正常的。这种情况也是影响蓄电池使用寿命的一个因素，它会导致蓄电池的活性物质减少，从而降低蓄电池的容量，处理方法为更换蓄电池。
2.5蓄电池的过度充电或过度放电
蓄电池的过度充电产生氧化还原反应，使得极板的有效面积减少。过度充电还会使得蓄电池冒液产生墨绿色氧化物，导致蓄电池的绝缘性降低，从而增加蓄电池的自放电。维护人员应相应地降低充电电压，减少充电电流，并对蓄电池的安全阀堵塞情况以及各项参数的设置进行检查。
当蓄电池被过度放电到输出电压为零时，会导致电池的阴极表面吸附电池内部大量的硫酸铅。因为硫酸铅本身是一种绝缘体，电池的内阻会随着阴极板上硫酸盐的增多而增大，使得电池的充、放电性能变差，从而缩短了蓄电池的使用寿命。蓄电池的过度放电主要是发生在充电装置损坏或交流停电后，蓄电池组为负载供电期间，这也是影响蓄电池使用寿命的重要因素之一。
2.6蓄电池的二次下电
二次下电是分两级断开负载的动作和措施，即是电压下降到一定值时(一般比终止电压高)，就将一部分次要负载断掉，只供电给剩下的主要负载；然后当电池两端电压降到终止电压时，则断掉主要负载，从而达到对蓄电池的保护。二次下电的作用是在确保蓄电池不过度放电的同时，可以提供更长的供电时间给重要设备，从而使通信中断的损失尽可能地减少。如果需要电力系统具有二次下电功能，则需将直流输出负载分为主要负载和次要负载，再连接到相应的分路上。
结束语:随着直流系统的不断完善，其维护工作也必将向着更高的目标迈进，做好变电站直流电源的日常运行维护，不断总结和提高运行维护经验和水平，确保变电站的安全、稳定运行。
参考文献：
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