新时代变电站直流系统运行及维护分析

关键词：变电站；直流系统；运行维护在能源结构转型和智能电网技术迅猛发展的今天，变电站直流系统作为电能高效传输和分配的重要环节，其运行及维护的重要性日益凸显。随着新能源的广泛接入和电网运行环境的复杂多变，直流系统面临着诸多新的挑战和需求。如何在保障系统稳定性和安全性的基础上，提高运维效率和智能化水平，成为行业发展的关键问题。

1 变电站直流系统概述

变电站直流系统中一般以整流电源、蓄电池作为系统的供电电源，正常运行时，电网整流给直流系统供电，同时也可以给蓄电池组充电，当电网失电时，蓄电池可以起到母线电压支撑的作用。直流系统的主要工作原理如下：两路交流输入经交流配电单元选择其中一路交流输入为充电模块提供电能；充电模块负责输出稳定的直流，一方面对蓄电池进补充充电并提供合闸所需的输出电流，另外通过降压单元转换的控制输出，为负载提供正常的工作电流。绝缘检测单元可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状况；集中监控单元可实现对交流配电单元、充电模块、直流馈电、绝缘检测单元、直流母线和蓄电池组等运行参数的采集与各单元的控制和管理，并可通过远程接口接受后台操作人员的监控。目前，变电站内广泛使用的充电装置有两种，一种为相控充电电源，一种是高频开关电源。相控充电电源有着较长的应用历史，技术成熟，有着较高的可靠性；高频开关电源是电力电子技术不断发展下的产物，拥有较高的电能转换效率。蓄电池往往由多个单体电池通过串联方式组成，这些电池的常用电压包括 12V、6V、2V 等，通过串并联形成 DC220V 或 DC110V 的直流母线电压。

2 新时代变电站直流系统运行及维护措施

2.1 确定变电站直流系统运维标准

为保障变电站直流系统的正常运行，需制定一套科学、合理的运维标准。以下是确定变电站直流系统运维标准的步骤。（1）确定运维目标。变电站直流系统的运维目标是确保系统的安全、稳定、可靠运行，降低故障发生的概率，提高设备的运行效率。（2）收集相关数据和资料。为制定合理的运维标准，需收集变电站直流系统的相关数据和资料，包括设备的技术参数、运行环境、运行状况、历史维护记录等。（3）分析数据和资料。通过分析收集的数据和资料，了解设备的运行状况、故障类型、故障原因等。（4）制定运维标准。根据分析结果，制定变电站直流系统的运维标准。制定好的运维标准需要在变电站直流系统中试运行一段时间，并根据实际运行情况进行修订和完善。试行期间需要密切关注设备的运行状况和故障发生情况，及时调整运维策略，确保标准的科学性和实用性。

2.2 优化充电装置的散热管理

运维团队在优化充电装置的散热管理中，不仅要掌握散热原理，还要熟练运用各种散热技术和监控手段。在散热设计上，运维团队需要选择合适的散热器。针对不同型号的充电装置，通过热流场模拟分析，确定散热器的最佳尺寸和散热鳍片的排布方式，确保热量可以高效传导和散发。例如，对于功率密度较高的充电装置，运维团队可以选择具有高热导率的铜基或铝基散热器，并通过优化鳍片的高度和间距来最大化散热面积，从而提高散热效率。在散热系统的实际运行中，运维团队需要实施精确的温度监控和智能控制，提高散热效率。通过在充电装置的关键热源点安装高精度的温度传感器，实时监测设备的温度变化，并将数据实时传输至中央监控系统。监控系统根据预设的温度阈值和装置的工作状态，动态调整风扇的转速或启动辅助散热装置。例如，当温度超过安全运行阈值时，系统会自动增加风扇转速或启动水冷系统，当温度降至安全范围内时，又可以自动降低风扇转速，以节省能耗。通过这种智能化的温度管理，不仅可以保证充电装置的散热效率，还可以延长散热设备的使用寿命，并降低运维成本。在日常的维护工作中，运维团队需要定期清洁散热器和风扇，保持散热系统高效运行。

2.3 关注运行环境，提升直流系统绝缘性能

在直流系统的运行维护中，要关注运行环境，通过对温度、温度的监控，减小绝缘材料因过热或过湿而加速老化的概率，使其保持良好的性能。提升直流系统绝缘性能，不仅可以确保直流系统稳定运行，还在能降低因故障增加的维修成本和减少事故。另外，良好的绝缘性能可以减少能量损耗和电压波动，提高电能质量和供电可靠性。在具体操作中，可通过监控技术对温湿度进行实时监测，针对监测结果及时作出调节，确保环境温度和湿度保持在适宜的范围内。通过利用防尘罩等方式，减少空气中的尘埃和化学物质进入设备内部，定期对直流系统设备外表及周围进行清理，减少化学腐蚀。定期对设备绝缘材料进行维护，对老化、开裂的材料及时进行更换，对易受潮或易磨损的绝缘部位可通过涂覆绝缘漆或加装绝缘垫来减少损坏，延长其使用寿命。

2.4 正确处理故障告警信息和定位

当变电站直流系统反馈故障告警信息时，应及时检查变电站绝缘监测的告警信号，重点检查直流系统正负极的最低电阻、电压情况，从而初步判断变电站直流系统接地的类型，以作出快速处理决策。当监测告警信号表明系统存在电压、电阻降低的现象时，则表明系统可能存在接地故障。引起电压、电阻降低的原因较多、较为复杂，在实际处理过程中需要根据监测面板查看母线对地电阻电压变化情况进行判断。在现场检修维护过程中，还可以通过直接测量主接线母线电压及馈线支路的电压判断变电站直流系统是否存在故障。若现场测量发现电压降低，则表明变电站直流系统已经发生接地故障，因此需要快速展开故障点的定位和处理。在实际故障定位过程中，可以利用绝缘监测装置的支路查找功能，确定馈线支路是否存在可能出现的故障，并进一步核对馈线电路编号，以便于快速锁定出现故障的下级设备。同时，当出现分线支路负荷较低时，则要进一步使用测量仪器逐一排查可能出现故障的节点。若依然无法确定故障点时，还应要求继保班断开环网供电，展开故障点查询，并检查户外设备是否存在进水、导线接地等现象。

2.5 强化员工培训，提高直流系统维护水平

为提高直流系统维护水平，使工作能够高质量完成，可以从加强对员工技能水平的培训、提高员工的故障处理能力等方面入手。在工作中，根据员工的实际工作，制订涵盖直流系统的基本知识、运行原理、设备结构、维护操作及故障处理等知识的培训计划，如邀请行业专家举办讲座，结合实际案例组织员工作人员进行讨论，进行事故排查、设备维护的模拟演练等，帮助员工掌握常见的故障原因和处理方法，提高故障处理能力。加强员工的日常安全意识教育，通过对安全操作制度和注意事项的学习，提高员工自身的安全意识和自我保护能力。

3 结束语

变电站直流系统运行维护策略对保障电力系统的稳定与安全至关重要。针对直流系统日常运行出现的问题，文章总结了一些维护策略，通过关注运行环境、提升绝缘性能、优化系统升级及完善监控报警系统功能等措施，可以提高直流系统的运行效率。强化对员工的技能培训，有效提升员工的维护水平也是保障直流系统的安全稳定运行的方法之一。在未来，随着电力行业的智能化、信息化水平的不断提高，需要不断创新维护方法，以确保电力系统的稳定与安全运行。

参考文献：

[1]王芮帆,刘鑫,曹金鑫.变电站直流系统接地故障原因及对策分析[J].光源与照明,2024(2):189-191.

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