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摘要：直流系统作为500kV变电站中的独立电源，其为多种设备和装置提供稳定的直流电源。为了提高500kV变电站的安全性，必须加强直流系统的运行维护，结合直流系统运行状态，采取科学、有效的运行维护措施，定期对直流系统进行检查维护，降低直流系统故障发生率。
关键词：500kV变电站；直流系统；运行；维护
1直流系统工作原理
直流电源系统主要由交流配电回路、充电模块、直流馈电、集中监控回路、绝缘监测回路和蓄电池组等部分组成。
两路交流输出经交流配电回路选择其中一路交流输出提供给充电模块；充电模块输出稳定的直流，一方面对蓄电池组补充充电，另外通过直流母线提供控制输出，为负载提供正常的工作电流；绝缘监测回路可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状况；集中监控回路可实现对交流配电回路、充电模块、直流馈电、绝缘监测回路、直流母线和蓄电池组等运行参数的采集与各回路的控制和管理，并可通过远程接口接受后台操作员的监控。
2直流系统的故障类型
2.1直流电源的失效
直流系统的电源是直流系统的供电核心，所以一旦直流电源发生了问题而导致直流电源无法正常的供电。那么500kV变电站的控制回路和监视回路以及继电保护装置将完全失去原有的作用，处于瘫痪状态。控制系统不能发出信号或者通过相关的电力设备实现对整个变电站的控制，监视系统也无法将目前的变电站的工作现状反馈给管理人员。在直流电源的失效发生在继电保护装置的时候，可能引起的问题就是保护装置因为失去电源而无法动作，从而引起越级跳闸，扩大事故范围。另一方面，也有可能造成开关由于继电器的电磁铁失去磁性而自动闭合，导致控制开关的自动跳闸，影响电力系统的正常运转。
2.2直流系统接地故障
直流系统的接地故障是比较常见的直流故障，也是危害比较大的直流故障。变电站直流系统故障发生的事故之中，直流系统接地占有了很大的比重。一般当直流系统的其中一点发生接地事故的时候，不会发生短路事故，但是会引起自动保护装置的自动报警。如果直流系统的两点都发生了接地事故，那么就相当于线路的两端直接相连，这样就会产生短路事故，熔断器会由于线路中的大电流而被熔断。与此同时，电力操作设备会失去电源，继电保护装置和自动保护开关也会失去电源的电能供应，最后起不到保护作用。导致的结果就是引起安全事故，造成极大的经济损失，甚至人员伤亡。
当直流系统的正极部分发生接地事故的时候，可能由于自动保护装置的结构原因，引起自动保护开关的自动闭合。另一方面，如果两点同时接地的话，就会使得控制继电保护装置的开关被短路，让继电保护装置或者是自动开关发生自动闭合的情况。不仅仅是直流电路的正极两点接地会产生继电保护装置的自动闭合，如果负极的两点也同时接地的话，也会引起电路故障。这时候导致的问题是继电器被短路，不能起到保护的作用，一旦发生超负荷情况或者是短路事故，失去继电保护装置之后可能会引起安全事故。
3直流系统故障常见原因
3.1直流电源失效的原因
直流电源失效一般是指直流充电机无法正常工作，整个直流负荷由蓄电池带运行。造成直流电源失效的原因很多，但就现场实际运行来说，最常见的有两方面原因：一方面是充电机的交流输入异常，另一方面是充电机的控制板卡异常。
交流输入异常又有两个原因：原因一，充电机的两路交流输入不能正常切换。正常情况下，充电机有两路交流输入取自不同的交流母线，通过一组互锁的继电器保证只有一路交流输入供电。当变电站某一段母线因故障失电或在进行备自投切换试验时交流母线短暂失压时，互锁的继电器会自动切换到有电的那一路交流输入上去，保证充电机交流输入不间断。然而由于某些原因，互锁继电器的动作并不是百分之百正确，当继电器不能正确动作时，充电机的两路交流输入都无法给充电机供电。原因二，站用电系统发生单相断线故障。当站用电系统（尤其是站用变压器高压侧）发生单相断线故障时，有两相电压正常，断线的那一相有数值较小的感应电压存在。这个特征不符合备用电源自动投入装置的动作条件，故站用电系统处于缺相运行状态。充电机的交流输入为三相电源，发生缺相后，充电机无法正常运行，负荷由蓄电池提供。
充电机的控制板卡异常可能是控制板卡电源保险烧坏，导致控制板卡无工作电源，从而整个充电机失去控制，负荷转到蓄电池上。然而笔者所在变电站发生最多的情况则是控制板卡本身损坏，尤其是48V通信专用直流电源。笔者维护的变电站原来配置的是北京意科的通信专用充电机，控制板卡为YSPC-2000，这个型号的板卡损坏次数高达五次。
3.2直流系统接地故障的原因
直流系统接地顾名思义就是直流系统的正极或者负极发生了接地，直流接地最常见的原因是二次回路所处的环境过于潮湿，造成二次回路绝缘水平下降，当回路中某些元器件损坏后，就产生了直流接地。笔者所在变电站最容易发生直流接地的位置是隔离开关和接地刀闸端子箱，由于设计选型和施工工艺等原因造成电缆沟内的潮气极易进入端子箱内部，箱内潮气大不仅降低了二次回路的绝缘，而且缩短了箱内元器件的寿命，一旦元器件损坏，直流接地就不可避免。
4500kV变电站直流系统异常处理方法
4.1直流模块故障
500kV变电站直流系统中的某个直流模块显示异常或者无法显示，对于显示异常的情况，重新启动模块电源，检查其是否可以恢复正常；对于无法显示的情况，有可能是直流系统保险丝熔断，这时要检查保险，若检查保险丝正常，可以更换该直流模块或者返厂处理；如果直流模块内部发生运行故障，及时退出运行，检查直流模块是否过负载运行，及时进行维修。如果整套的直流模块运行出现问题，要退出运行状态，如果需要较长时间，选择另一套直流模块，如果时间较短可以选择蓄电池组带变电站负载运行。
4.2母线电压异常
母线电压异常时要仔细检查其电源运行状态，电源开关是否存在故障或者存在缺相情况，各个接线是否存在断线、脱落、松动等情况。若母线电压过低，要检查蓄电池组是否发生故障，直流负载是否在短时间内快速增加。若母线电压过高，则要检查充电机的交流输入电压是否也过高，往往当交流输入过高时，充电机的控制器会报警，这时需要采取措施降低交流输入电压。
4.3蓄电池异常
当蓄电池的检测值和实测值都不正常，并且两者数值相等或者相近时，要检查蓄电池极板是否发生变形、弯曲、龟裂等情况，检查蓄电池是否存在漏液、裂纹、鼓包等情况，一旦发现这些情况，要立即更换蓄电池。同时，当蓄电池检测值为零，实测值正常时，拆解蓄电池保险，通过万用表检测保险是否损坏，如果保险损坏，及时进行更换，恢复蓄电池电压检测状态。另外，蓄电池巡检仪中接线接触不良，造成巡检模块发生接收故障或者无法采集，可以将接触不良的接线拆下后重新接线，如果巡检模块仍然运行异常，应及时进行更换。
5结束语
总之，直流系统的运行维护重在预防和防微杜渐，通过日常一丝不苟的巡视、检查、定期核对性充放电试验、充电模块精度校验以及直流接地等问题的及时处理，使小问题和缺陷得到及时有效的控制。制定合理完善的直流系统改造工程过渡措施，吸取历次直流系统事故教训，避免事故发生，保障变电站安全运行和提高供电的可靠性。
参考文献：
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[2]尹莹.探讨500kV变电站直流系统异常情况及其接地方法处理[J].通讯世界，2016.
[3]张波，张永.500kV变电站直流系统绝缘异常分析及处理[J].电工技术，2017.