王英会
国网山西省电力公司阳泉市供电公司，山西 阳泉 045000
摘要：经济的发展，城市化进程的加快，人们对电能的需求也逐渐增加。直流系统是变电系统中为二次设备提供电能的电源，其在运行过程中的状态与整个变电站运行过程的安全性和稳定性具有直接的联系。因此，为了维护变电站直流系统在运行中的稳定性，对其进行良好的管控，保证及时发现运行问题，并采取恰当的措施加以解决。本文就变电站直流系统的作用展开探讨。
关键词：变电站；直流系统；稳定性
引言
为了满足社会不断发展的需要，我国的电力系统在迅猛发展，也深深的影响到各个行业。对电力系统中的每个组成部分做好维护管理工作是保障供电可靠稳定的关键。直流系统作为变电站的重要组成，其运行的可靠性及稳定性是保证变电站安全稳定，运行连续的关键。
1变电站的直流系统分析
在当前我国自动化技术快速发展的环境下，自动化无人值守的变电站也变得越来越多。国内生产直流电源系统的知名企业不下10家，如珠海泰坦科技、珠海瓦特、深圳奥特迅等，他们所生产的直流系统，其配置的组成是结合功能来进行划分的，主要包括了微机监控的模块系统、高频开关电源的模块以及控母调压的模块环节，而且还包括绝缘监测仪、蓄电池的监测仪器以及蓄电池组和高频开关整流模块等多个部分，而其各个工作原理主要就是：交流电经双电源切换后给高频充电模块输入，经过模块滤波、整流过程、高频逆变环节以及整流滤波输出220VDC、110VDC直流电压等，主要就是通过隔离二极管的隔离以后再进行输出，能够为蓄电池经常充电，而且也能为直流负载带来能够供正常工作的电流需求。
2直流系统运行方式
直流系统主要通过直流小母线给二次控制屏内主变保护控制系统、35kV保护控制系统、10kV保护控制系统提供稳定可靠的直流电源。此外还给电脑自动化系统、微机五防、远程监控操作等系统提供电源。除了这些常规部分以外还通过交流逆变系统给一些必须要有可靠电源的附属系统提供持续可靠不间断的电源，如网络通讯、安防监控等等。正常情况下，交流电源通过交流输入经过变压器输入至整流器，将交流电变成直流电，再经过滤波器进行滤波后向负荷输出直流电。此外也可以同时给蓄电池进行充电。通常情况下为了保证交流输入的稳定可靠，一般交流输入采用双回路同时输入，一主一备，双路之间可自动进行切换。当负荷输出增大，整流器输出不能满足需要时，蓄电池也同时进行供电。当两路交流电源同时出现故障造成停电（几率极小）、交流电源需要停电检修、整流器故障等情况时，只能由蓄电池向负荷进行供电。在这种情况下需要主要蓄电池的供电能力，在不能尽快恢复整流输出的情况下，可视站内的具体情况，酌情对部分负荷进行拉闸断电，以保证站内直流电源的可靠持续供应。当交流电源或整流器恢复正常后，又可通过整流器向负荷输出供电和向蓄电池充电。逆变电源相当于是一个和直流系统共用蓄电池的UPS.在交流电源正常运行时通过旁路系统向负荷直接提供交流电源。当交流电源故障或人为停电时将蓄电池组内的直流电通过逆变系统转换为交流电后进行输出。同样在进行逆变输出时需要同时注意直流负荷和交流负荷，并根据蓄电池的供电能力进行相应的投切，保证重要负荷的供电。
3变电站直流系统运行稳定性提高的主要维护措施
3.1使用直流接地故障定位装置
在变电站直流系统中，直流接地故障定位装置具有十分重要的作用，在系统带电的情况下，其能够准确判断出接地故障发生的具体位置，这一作用能够有效提高直流系统运行过程中的安全性和稳定性。此外，通过对信号注入法可以实现对直流系统接地故障的判断。
而对于具有多个直流电源的系统而言，就可以通过转移负荷法，在出现接地故障的时候，通过切换母线中馈线支路的方式，在有电通过的情况下排查出具体发生接地故障的支路。
3.2交流串入直流报警装置
变电站内交流电缆、直流电缆众多，人为因素、绝缘破损等会造成交流串入直流，严重情况下将导致开关误跳闸。针对国内电力系统交流串入直流导致的多次电网事故，《国网十八项电网重大反事故措施》中规定严防交流串入直流故障的出现。由于站内原有直流系统绝缘监测装置不具备交流串入直流故障的测记和告警功能，因此专门装设一套交流串入直流报警装置，用以实时监测直流系统是否发生交流串入故障。交流串入直流报警装置通过实时电压采样来监测直流母线电压，实时准确记录直流电压纹波含量，当其超过指定值时报警并记录；当外部交流串入电压大于所设定的信号保护门槛值时，通过干接点输出报警相关信息，记录保存本次报警信息。
3.3有效开展接地故障的处理工作
对于直流系统的接地，属于直流系统中比较常见的故障问题，其直流系统如果存在接地不会对直流系统正常运作带来过大的影响，可是会导致不接地极的对地电压发生升高现象，如果长期处于这样的运行状态，那么将会导致两点接地，最终会带来短路问题。绝缘监控模块：此装置主要功能为监测交流窜入和母线环网检测功能，直流母线绝缘和直流支流馈出的绝缘。母线绝缘监测原理，是在装置或系统上安装平衡电阻，使正母线对地电压和负母线对地电压一致，如正母线和负母线绝缘不好，就使平衡电阻不平衡，使正母线对地和负母线对地电压不一致，通过换算出接地电阻。而对于支路绝缘检测，一般采取以下两种方法：首先，运用交流法开展工作，其主要运用交流互感器开展工作，针对有接地的情况，其主机要在直流母线中注入大约7～15V和7～25Hz的交流信号，而且对于接地支路的互感器当中如果感应出了电压，要通过计算机的采集处理后再进行判断，该原理缺点主要就是支路会给对地电容选线精度带来影响；而且因给直流母线注入了低频的信号源，这样会导致直流母线存在叠加低频的交流信号，对保护带来一定的干扰。如果低频信号源中出现短路，也将会导致直流母线存在短路问题。其次，运用直流法，要运用直流互感器开展工作，其各个互感器都是拥有磁调制微伏的放大电路的，在有接地现象出现时，其直流互感器内将会感应出其电压通过放大进入到主机进行采集处理，之后，再做出判断，该原理不用向直流母线注入类型信号源，在支路电容上也不会对选线精度带来影响，属于较为先进的检测原理形式。绝缘故障的排查方法：正常情况下出现支路接地，绝缘检测可以准确做出判断具体接地支路和对应的电阻值，如不能，需检查设备的平衡电阻是否设置正确及正常投入，绝缘检测CT是否正常。如绝缘检测还是无法找出接地处，可以用以下办法：首先，通过把直流系统进行划分，形成几个不相联系的环节，也就是运用分网法来缩小实际的查找范围。其次，针对不重要地直流负荷和不能转移地分路，运用“瞬停法”（不应超过3s）的形式，而且各个站也要结合本站的情况来明确拉路的顺序；针对较为重要地直流负荷，运用转移负荷法开展工作，由此更好地查找其分路带回路是否存在接地。最后，针对接地点如果母线出现非馈出支路，就要运用逐段排除的形式去确认告警的位置，主要就是依次来抽出其中的充电模块；并有效地断开各个功能单元以及母线间熔断器的连接；也要断开其蓄电池的接入开关环节。
结语
总体而言，变电站直流系统运行的安全性能与稳定性能将会直接影响到电网的运行安全性和稳定性，为了能够更好地满足人们对电力的需求，就必须采取合理措施保证直流系统的正常运行。这就需要在日常生活中，加强监控系统对变电站运行状态的管理和控制，从而保证工作人员能够及时发现变电站故障，并采取合理有效的措施对出现的故障加以处理，为人们提供稳定的直流电源。
参考文献
[1]李刚.变电站直流系统运行维护问题分析[J].山东工业技术,2018(20):172.
[2]龚铁.变电站直流系统运行故障及解决对策[J].通讯世界,2018(11):182.
[3]姜星星,李娜.变电站直流系统存在问题及解决措施[J].大科技,2019(5):83.