变电站直流电源系统介绍

直流系统简介

直流系统是发电厂和变电所的重要系统。发电厂及大、中型变电所的控制回路、

保护装置、出口回路、信号回路包括事故照明都采用直流供电方式。直流系统就

是给上述回路装置及动力设备提供直流电源的设备。

由此可见，直流系统的用电负荷极为重要，所以直流系统必须保证在外部交流电

中断的情况下，由蓄电池组继续可靠地为工作设备提供直流工作电源，保障系统

设备正常运行。今天我们就一起来了解一下直流系统的相关知识。

1、直流系统的结构

直流系统主要包括直流电源（充电装置、蓄电池组）、直流母线（合闸母线、

控制母线）、直流馈线、监控系统（微机监控装置、绝缘监测装置）组成。并且

可以根据具体情况装设放电装置、母线调压装置。直流系统的结构示意图如下.

图中黑色粗线为电缆线，蓝色细线为通信线。可以看出交流电通过充电模块

整流，给蓄电池组充电，并给直流负荷供电。绝缘监测单元对直流回路的对地绝

缘进行监测。监控系统相当于整个直流系统的大脑，通过通信线对各个单元进行

监控和管理。

下面对各个单元的作用做简单介绍：

充电模块：将交流电整流成直流电，主要实现正常负荷供电及蓄电池的均/浮充

电。

蓄电池组：将电能与化学能相互转化，平时处于浮充电备用状态，在交流电失电、

事故状态、大电流启动等情况下，蓄电池是负荷的唯一直流电源供给。

合闸母线：直流电源屏内供开关操作机构等动力负荷的直流母线。

控制母线：直流电源屏内供保护及自动控制装置、控制信号回路的直流母线。

控制母线与合闸母线的区别：控制母线提供持续的较小负荷的直流电源，一般为

220V；合闸母线提供瞬时较大的电源，平时无负荷电流，合闸时电流较大，会

造成母线电压的短时下降，一般为240V。

降压硅链：串联与合母与控母之间的硅二极管，起到降压作用。 监控单元：对直流系统进行监控管理，包括蓄电池组充电方式的控制，对系统故

障异常情况的显示及报警，对设备的遥信、遥测及遥控等。

绝缘监测：直流接地是直流系统最常见的故障。一点直流接地虽不影响系统的正

浅析变电站直流电源系统的维护

经济的发展，离不开电力供给，随着我国经济水平的迅猛增长，国家电力系统也在不断扩容。变电站直流电源系统运行显得尤其重要，这是一项复杂的工作流程，需要技术支持和良好的管理，其运行安全性和可靠性关系到整体电力系统的供电质量，变电站的直流系统运行得到了行业内的高度关注。文章简单介绍了变电站系统直流电源在运行中的问题，进一步提出了变电站系统直流维护方法与措施。

标签：变电站；直流电源系统；维护研究

前言

直流电源是电力系统中非常重要的部分，在整体系统运行中，承担着重要的任务，直流电在系统中的作用较特殊，主要是为系统相关设备供电，特别是能直接对重要设备、继电保护、通信装置供电，保证供电24小时连续性，当系统出现问题时，检修照明也来自于直流电源的供给，直流电源在电力系统具有巨大的重要性。只有确保直流系统稳定运行，才能从根本上维护电力系统变电站稳定有效运行，这是前提与保障。如果维护不当，则会导致变电站直流系统出现故障，故障的发生将会引起信号相关装置、继电保护设备以及断路器，出现误动作，使整体供电系统出现指令性错误，这种故障的直接后果不但能使直流电源短路，更主要的是直流系统电源熔断器会发生熔断现象，能够使施工设备瞬间失去操作电源，电力系统出现大面积崩溃，严重的还会导致恶性事故的发生，造成人身安全事故。只有全面强化研究能力，形成预见性处置方法，不断解决直流电源存在的问题，才能保证持续性供电。

1 变电站直流电源系统的概述

直流电源在整个变电站操作系统中有着相当重要的意义，是独立系统，与其他电路不兼容，在变电站运行供电网络中有着较大范围的分布，通过直流电源，可以向各种设备提供电力供应，是一个可独立操作的电源设备，具体可以为开关的日常控制、出现事故时的照明、信号设备启动以及系统监控监测等设备提供电源，这种独立運行的方式，脱离系统控制与制约，有着非常重要的作用。系统外部交流电出现忽然中断的时候，虽然电源供给就会中断，但还能够利用蓄电池向直流系统进行有效供电，这样就能有效保证电网系统操作正常，不影响电力供应。利用网络监控，使蓄电池各功能模块状态与参数一目了然，通过测试结果，对直流系统运行情况进行有效控制，形成全自动处理模式，有效避免了直流系统运行接地故障的发生。直流系统有不同的作用与功能，按使用功能可划分为直流电源、电源充电设备和直流负荷三大块，不同的模块在运行中起着不同的功用。

66kV变电站直流电源系统专用技术规范

目次

1标准技术参数

投标人应认真逐项填写标准技术参数表（见表1）中投标人保证值，不能空格，也不能以“响应”两字代替，不允许改动招标人要求值。如有差异，请填写表8投标人技术偏差表。

表166kV变电站直流系统标准技术参数表

注1.项目单位对标准技术参数表中参数有差异时，可在项目需求部分的项目单位技术差异表中给

出，投标人应对该差异表响应。差异表与标准技术参数表中参数不同时，以差异表给出的参数为准。

2.参数名称栏中带某的参数为重要参数。如不能满足要求，将被视为实质性不符合招标文件要求。

2项目需求部分

2.1货物需求及供货范围一览表

表2货物需求及供货范围一览表

（标有“某”的项目为主要技术参数，如不能满足要求，将被视为实质性不符合招标文件要求）

2.2必备的备品备件、专用工具和仪器仪表供货表

表3必备的备品备件、专用工具和仪器仪表供货表 表4设计联络会、培训及验收需求一览表

2.4工程概况2.4.1项目名称：2.4.2项目单位：2.4.3工程规模：2.4.4工程地址：2.4.5交通、运输：2.5使用条件

表6使用条件表

表6（续）

2.6项目单位技术差异表

项目单位原则上不能改动通用部分条款及专用部分固化的参数。根据工程使用条件，当环境温度、海拔高度等与标准技术参数表有差异或对通用部分条款有差异时，应逐项在“表7项目单位技术差异表”中列出，并以差异表给出的参数为准。投标人应对表7的技术参数进行确认。

表7项目单位技术差异表

2.7一次、二次及土建接口要求（适用新建工程）

与变电站计算机监控系统接口：1）通信接口。

直流系统：

a）通信接口采用RS485、RS232或以太网。

b）遥测量：合母电压、控母电压、蓄电池电压、电池电流。c）遥信量：输入交流电源故障、蓄电池电压异常、控母电压异常、整流模块故障、

直流系统接地。

2）硬接点接口。蓄电池熔丝断、直流系统接地报警、直流母线电压异常、断路器跳闸 总报警接点、降压装置故障。3投标人响应部分

变电站直流电源系统典型故障浅析

1 直流电源系统的组成

直流电源系统由交流输入、微机监控、充电、馈电、蓄电池组、绝缘监察（接地选线可选）、放电（可选）、母线调压装置（可选）、电压监测（可选）、电池巡检（可选）等单元组成。直流电源系统的主要组成示意图如图1所示：

其中，蓄电池组是用电气方式连接起来的两个或多个单体蓄电池，它在整个直流电源系统中起着核心作用。在遇到市电中断时或整流器设备出现故障的情况下，电池组可为负载单独供电，使供电不中断；在短路冲击或正常负荷起始冲击等情况下，超出整流器额定输出的部分由蓄电池组承担。

充电装置将交流电整流成直流电的一种换流设备，其主要功能是实现正常负荷供电及蓄电池的均/浮充功能。

监控系统包括微机监控单元和绝缘监察单元。微机监控单元具有监视功能、自诊断功能、显示和控制功能。负责对系统中各个功能单元（如电压电流采集单元、充电模块、绝缘监测、电池巡检等）运行状态与数据的采集、显示，把系统中各种运行参数与状态获取到，参照测量的数据与运行状态做出相应处理，进行控制系统，全自动管理电源系统。

馈线屏是提供多路直流支路供设备、装置使用的配电装置。

2 直流电源设备的典型故障

变电站的直流电源设备，一经投入运行就永久工作，不能像变电站变压器、继电保护等那样的电气设备可以安排停电进行检修。直流屏上设备有缺陷需要处理，都是在带电状态下进行的，其操作风险非常大，因此要熟悉直流电源设备的典型故障及其成因，以便快速、有效地处理故障，降低工作人员的危险系数，保障变电站安全、稳定地运行。

蓄电池组由于构造及对环境要求的特殊性，其典型故障及成因大致可分为下列五点：（1）故障类型绝缘下降蓄电池反极蓄电池极板故障壳体异常极柱、螺丝、连接条爬酸或腐蚀容量下降；（2）故障成因电解液溢出极板硫化极板弯曲充电电流过大安装不当内部自然放电；（3）室内通风不良、潮湿容量不一致极板硫化内部短路室内潮湿正负极板故障；（4）极板短路或开路温度过高电解液溢出极性颠倒；（5）充电电流过大。