变电所直流系统的组成

变电所直流系统可为各种控制、自动装置、继电保护、信号等提供可靠的直流电源，还可作为可靠的操作电源和应急后备电源。

一、直流系统的组成

变电所直流系统一般由蓄电池组、充电设备、直流负荷三大部分组成，变电所直流系统的工作电源通常为220V或110V，弱电直流电压为48V。

1、蓄电池

蓄电池是一种化学电源，它能把电能转变为化学能储存起来（充电），使用时把化学能转换为电能供给用电设备（放电）。目前变电所广泛使用的是铅酸蓄电池。

1）新安装或大修中更换的蓄电池组第一次充电称为初充电，初充电电流为1.0I10（I10为10h率放电电流）；

2）初充电完成后转为浮充电，使蓄电池组始终保持在95%以上的容量；

3）事故放电或浮充电调整不当，造成电池容量亏损时，应进行补充充电，也叫均衡充电。

2、充电设备

目前多使用高频开关电源，先将输入的工频交流电经整流滤波后得到直流电压，再通过功率变换器变换成高频脉冲电压，经高频变压器和整流滤波电路，最后转换成稳定的直流输出电压。对主充电和浮充电装置的一般要求如下：

1）整流装置的输出电压、电流调节范围，应满足蓄电池在充电、浮充电、均衡充电等运行状态下的要求。

2）整流器应具有定电流、恒电压性能，能以自动浮充电、自动均衡充电、手动充电三种方式运行。

3）整流器输出直流的纹波系数不大于2%。

4）整流器内应设必要的短路保护、缺相保护、过电压保护和故障信号。

3、直流母线接线与直流馈线网络

直流母线的接线方式和蓄电池的组数、直流负荷的供电方式以及充电、浮充电设备的配置情况有关，直流母线常采用单母线分段接线方式。在220KV及以下的变电所中，直流系统一般只装设一组蓄电池，直流母线多采用两段母线接线，对直流负荷采用环形供电的形式。

二、直流系统运行操作注意事项

1、直流系统设有电压监视装置、绝缘监察装置，正常时均应投入运行。

2、正常运行时，直流母线电压应保持在额定电压的±4%～5%。

3、正常运行中，直流两段母线应单独运行，不得并列运行而降低可靠性。

4、因直流系统工作需要转移负荷时，允许两段母线短暂并列，但必须注意两段电压一致，且绝缘良好，无接地现象。工作完毕后应及时恢复，以免降低直流系统可靠性。

三、直流系统故障及异常情况处理

1、直流系统接地故障处理

1）直流系统接地危害

直流系统发生一点接地潜在危险性很大，若在同一极的另一点上再发生接地，将构成两点接地短路，因两点接地短接了有关元件，将会造成继电保护误动作，甚至造成断路器误动、拒跳和直流熔丝熔断等严重情况。因此，当直流系统有一点接地时，应尽快找出接地点，隔离并消除故障，防止发展成两点接地。

2）直流系统接地处理

（1）直流系统接地处理的一般原则

首先确定接地性质，是正接地还是负接地，以及哪段母线接地。然后根据现场实际情况确定查找方法，可按路寻找，分段处理。处理原则是：

a.先拉不重要电源，后拉重要电源；

b.先室外部分，后室内部分；

c.先新投运设备，后投运已久的设备；

d.先对有工作回路，后对正常运行回路。

（2）查找接地点时的注意事项

a.查找和处理至少须由两人进行。当直流系统发生接地时，应立即停止在二次回路上的工作；

b.查找直流接地时，不得拆动任何直流回路或继电保护二次小线，只能操作电源小开关、熔断器或连接片；

c.查找直流接地时，应与调度取得联系，对保护回路的试拉，应在调度同意后进行，试拉前应做好防止保护装置误动的措施；

d.为防止保护误动作，在直流接地试拉中，当拉信号、闪光或控制开关、熔丝时应正负极同时拉开；

e.查找接地，禁止使用灯泡寻找的办法；

f.在处理直流系统接地故障时，不得造成直流短路和新的接地点；

g.两段母线同时发生接地时，严禁并列操作；

h.当拉路查找不到接地点时，应考虑两点接地或绝缘下降而出现的虚接地，必要时通知继电保护专业人员到场，协助查找并及时消除接地现象，保证直流系统的正常工作。

2、可控硅整流装置故障处理

1）检查交流电源、空气开关、交流接触器、热元件、控制开关是否良好。故障处理后，将直流输出调到最小位置，可试送一次。

2）检查直流母线电压是否过高，若过高，可降低后试送。

3）如故障时过流保护动作，可按复归按钮解除报警，将电流调节旋钮逆时针回零，再缓缓恢复正常值。

4）当浮充机故障退出时，应改用主充机代替其运行。

3、直流母线电压过高或过低处理

直流母线电压过高，会使长期带电的设备过热损坏或继电保护自动装置误动作；电压过低会造成断路器保护动作不可靠及自动装置动作不可靠。

1）电压过高时应降低浮充电流，使母线电压正常；

2）电压过低时应检查浮充电流并进行调节，使母线电压正常。

4、免维护蓄电池故障处理

1）绝缘降低

可能为支架潮湿或绝缘处积有导电性灰尘，应进行清洗。

2）极板短路

可能为极板上活性物质脱落及沉淀物质过多积在极板间，或极板弯曲使隔离板破损。应更换隔离板，清除沉淀物。

3）极板硫化

可能为电解液有问题，或充电方式有问题，应调整电解液密度和充电方法。

4）容器破损

原因为容器质量差，或安装不正确，应短接掉故障电池或更换容器。

四、直流系统的维护

1、直流回路和充电设备的全面检查，应每年不少于一次。

1）检查直流回路各连接点的连接情况，有无发热、氧化现象；

2）检查分合闸电缆是否符合要求；

3）检查充电装置各部件有无异常，仪表是否在校验有效期内。

2、直流系统绝缘电阻

测量时先将直流系统二次回路断开，使用500伏兆欧表进行绝缘测试，绝缘电阻值应符合规定。

3、仪表保护校验及二次线检修

1）按校验规程校验仪表；

2）检查二次回路各项功能应合格，保护可靠；

3）检查二次线螺丝应紧固，绝缘无破损。

4、直流母线及隔离开关检修

1）清扫母线，检查螺丝紧固情况；

2）检查二次接线绝缘皮有无破损，隔离开关分、合有无卡涩；

3）动静触头是否紧密，有无发热、烧伤痕迹。

5、直流接触器的调整与检修

1）清扫灰尘，检查灭弧罩、动静触头、衔铁是否完好；

2）检查线圈绝缘应良好，无破损，无过热迹象；

3）测量触点闭合同期差、开距及压缩行程应符合要求。

五、直流系统的日常巡视检查

1、直流盘

1）检查表计及信号灯，判断直流系统运行情况。

2）检查各控制开关、隔离开关位置应正确，试验正常。

3）检查熔断器应良好，熔丝应配置合理。

4）对电容储能装置，还应检查储能装置是否在充电位置，检查储能容量和电容渗漏油、放电、变形、及连接线情况。

2、蓄电池

1）定期检查测量单个电池电压及总电压；

2）检查电池底板状况，电池底部有无脱落物。

3）检查各电池连接部分应牢固，无腐蚀、无过热。

4）检查配电盘、电池架、连接板、连接线及端子上有无锈斑。

5）检查电池运行中有无发热、膨胀变形、漏液溢酸现象。

3、充电设备

1）检查整流变压器应无过热，整流元件应运行良好。

2）检查在规定运行位置应稳压、稳流、运行良好。

4、蓄电池室

1）温度应在允许范围内。

2）室内照明、通风及其他附属设备应完好。