1、 水電站直流系統的運行與維護方法研究 內蒙古通遼市 028000摘要：水電站直流系統向控制、信號、保護、自動裝置、事故照明、直流油泵及交流不停電電源裝置等供電，直接影響電站的可靠性和安全性。本文以廣東省某地區為例，對其直流系統的運行與維護方法展開了研究。關鍵詞：水電站；直流系統；運行；維護；方法直流系統的用電負荷極為重要，供給繼電保護、控制、信號、計算機監控、事故照明、交流不間斷電源等，對供電的可靠性要求很高。但是很多二次技術人員都只對變電站的保護回路及控制回路等比較重視而對為繼電保護回路提供能量的直流系統的重要性就忽視了。一、gzdw直流系統的組成及工作原理1.1該電站直流系統主要由充電模塊

2、、控制單元、直流饋電單元（合閘回路、控制回路、保護回路、信號回路、公用回路以及事故照明回路等）、降壓單元、絕緣監測、蓄電池組等組成。直流系統核心元器件高頻開關充電模塊采用n+1配置。充電模塊主要工作原理三相三線交流電380vac經三相整流橋整流后變成脈動的直流，在濾波電容和電感組成的lc濾波電路的作用下，輸出約520vdc左右的直流電壓，再逆變為高頻電壓并整流為40khz的高頻脈寬調制脈沖電壓波，最后經過高頻整流，濾波后變為220vdc的直流電壓，經隔離二極管隔離后輸出。由于充電模塊本身具有cpu，充電模塊也可以脫離監控模塊獨立運行。充電裝置正常時浮充電運行，根據需要設定時間（一般為3個月）進

3、行恒流充電，采用0.1c10a充電電流進行恒流充電，當蓄電池組端電壓上升到限壓值時，自動轉為電壓恒壓充電，充電電流逐漸減小，以充電電流減小至0.01c10a為記時點，3小時后恒壓充電結束，充電裝置將自動轉為正常的浮充電運行，這就完成一個循環，使蓄電池隨時具有滿容量狀態，確保直流電源運行的安全可靠。二、直流系統接地過程中的缺陷直流系統在某地區中具有較廣的分布范圍，同時大部分裸露在外部，這樣一來，在日常運行過程中，很容易受灰塵及空氣中水分的影響而產生腐蝕現象，因此擁有較大的接地故障發生頻率。通常情況下，接地現象產生于直流系統當中，不會造成相對嚴重的后果，但是如果工作人員沒有及時發現，促使水電站在直

4、流系統長期接地的狀況下持續運行就會導致嚴重的安全隱患。這是因為接地現象發生過程中，接地短路會產生于兩點接地當中，導致誤動或拒動現象產生于信號傳遞、繼電保護等當中，嚴重者還容易導致保險在直流中熔斷，導致電源無法順利提供給回路控制和自動裝置。如果同極兩點接地產生于保護回路中，將導致短接現象產生于部分繼電器內部，造成跳閘無法實現，并造成越級跳閘現象的產生，從而導致水電站整個電網的安全運行受到嚴重的威脅。在這種情況下，必須及時有效解決直流系統中發生的接地故障，從而有效預防兩點節點現象的產生。在某地區日常運行過程中，如果直流系統接地故障相關信號產生并顯示在上位機中，那么相關人員必須對絕緣檢測儀在直流系統

5、中的工作狀態進行及時檢驗，并對發生接地故障的位置進行快速判定，并將相關回路號進行讀出；并且，對接地故障的性質進行及時判斷，包括永久性接地和瞬間接地兩種；在對接地位置進行判斷的過程中，應綜合考慮當時的天氣狀況、設備運行情況及方式等。針對永久性接地這一故障來講，必須對其負荷進行準確判斷，值得注意的是，直流空氣開關存在于回來直流中，應及時對其進行拉開處理，如果接地現象消失，而將其合上的過程中又產生了接地現象，那么說明該回路是產生故障的位置，從而可以進一步采取措施對支路負荷在該回路中的體現進行檢查，并及時對其進行消除。而部分回路在應用過程中是無法進行短時間內斷電的，這種情況下，必須解列設備，并加強安全

6、設施的應用，實現深入排查。通常情況下，工作人員需要對萬用表進行充分的利用來將直流接地故障進行排查。假如現階段系統運行過程中，正極接地產生于直流當中，在萬用表的基礎上，會產生110v的正極對地電壓，同時逐路解開回路中包含的全部支路負荷，并對電壓變化在正極中的體現進行監視，如果某一支路負荷能夠順利解開，那么一定的變化將產生于電壓值當中，說明接地故障產生于該支路負荷回路當中。這種情況下，如果對正極、對低電壓進行忽視，那么直流接地過程中將由負接地取代正接地，即使這種現象產生，也應當牢固掌握支路負荷。三、直流系統的運行與維護3.1運行人員或維護人員應對充電設備進行如下的巡視檢查：三相交流輸入電壓是否平衡

7、或缺相，運行噪聲有無異常，各保護信號是否正常，直流輸出電壓值（合母、控母）和電流值是否正確，各充電模塊的輸出電流是否均流，正負母線對地的絕緣是否良好，裝置通訊是否正常等。3.2運行人員或維護人員特別要注意充電模塊自動均充是否準時定期，均充時的充電電流和充電電壓是否正確；雷電發生后應及時檢查直流裝置的防雷裝置和充電裝置工作是否正常。3.3每月對充電裝置作一次清潔除塵工作。3.4蓄電池的運行及維護（1）定期對蓄電池進行巡視。檢查蓄電池連接片有無松動和腐蝕現象，殼體有無滲漏和變形，是否清潔；極柱與安全閥周圍是否有酸霧溢出；絕緣電阻是否下降；蓄電池溫度是否正常25c左右；測試單只蓄電池電壓和內阻是否正

8、常。（2）定期斷開直流系統交流輸入電源，讓蓄電池來供電，10分鐘后測試合母電壓（也就是蓄電池組端電壓）和控母電壓及直流電流是否正常。（3）每年對電池巡檢儀記錄進行分析，同時進行目測檢查有：檢查螺栓連接是否牢固、檢查電池安裝狀況及電池室的通風狀況。定期進行充放電，以保證蓄電池的滿容量。四、直流系統改進措施原直流充電屏存在的問題較多，監控設備按鍵故障，至監控系統無法正常使用，故進行直流系統改造。新的直流系統采用深圳奧特迅公司提供的新三代充電源系統，將原來1充1饋及電池柜更換，在原來的1#充和1#饋位置上安裝新的1#充電機及1#饋線柜及電池柜，同時新增ups電源。系統采用單母線分接線，動力母線和控制

9、母線分設，其出線為動力母線8回；控制母線輸出16回。智能電力高頻開關電源模塊采用三相三線制ac380v輸入，應無中線電流損耗，在交流輸入端，采用emi電路，將三相交流電整為直流，經過無源pfc提高功率因數。由dc/dc高頻變換電路把所得到的直流轉換為可控的穩定的直流輸出。根據直流電源裝置中蓄電池組的端電壓值，充電裝置的交流輸入電壓值，直流輸出電壓值和電流值等數據來進行控制，運行人員可通過微機的鍵盤或按鈕來調整和修改運行參數。直流柜上的微機監控器的液晶屏，一切運行中的參數都能監視和進行控制，遠方調度中心，通過“三遙”接口，在顯示屏上同樣能監視，通過鍵盤能同樣控制直流電源裝置的運行方式。交流電源中斷，蓄電池組將不間斷地提供直流電源，交流電源恢復送電中，應立即手動啟動或自動啟動充電裝置，對蓄電池組進行恒流限壓充電恒壓充電浮充電（正常運行）。并通過調節器對控制母線進行采樣，與預先設定的控制母線電壓進行比較，并對電壓比較器的輸出狀態進行邏輯處理，產生輸出信號推動執行元件，對穩壓硅鏈各組進行通斷切換，達到母線電壓自動調節的目的。其中脈寬調制電路（pwm）及諧振回路，可通過電網和負荷的變化情況自動調節脈沖寬度，從而達到輸出穩定狀態。結語：直流系統在水電站要求比較高，并且水電站黑起動只能由直流系統保證其實現，因此做好直流系統維護工作及故障處