認真執行國網(wǎng)直流電源系統技術(shù)要求之實(shí)際體會(huì )

概要：本文通過(guò)對直流電源系統設備實(shí)際運行中發(fā)生的一些事故及故障，闡述了認真理解和執行規范中的各項技術(shù)要求對防止直流電源系統設備事故的發(fā)生具有重要的現實(shí)意義。
關(guān)鍵詞：國網(wǎng)直流電源系統；管理規范；技術(shù)標準；技術(shù)要求


國家電網(wǎng)公司從2004年12月至2006年1月連續發(fā)布了直流電源系統的技術(shù)標準、運行規范、檢修規范、技術(shù)監督規定、預防事故措施、評價(jià)標準、技術(shù)改造指導意見(jiàn)等7個(gè)管理規范，充分了直流電源設備在電網(wǎng)中的重要性和國網(wǎng)公司對此設備在技術(shù)管理方面的重視。
作為直流電源系統的基層技術(shù)工作者，深有體會(huì )的是：認真理解和執行規范中的各項技術(shù)要求，才能保證直流電源系統設備在電網(wǎng)中可靠、安全地運行。
有些人會(huì )錯誤地認為直流電源設備比較簡(jiǎn)單，不過(guò)是充電機加蓄電池而已，現在采用了高頻開(kāi)關(guān)和閥控“免維護”蓄電池，可靠性提高了，對設備只需重點(diǎn)把握一些指標即可，如：穩流精度、穩壓精度是否合格，均充及浮充電壓值是否在正常范圍．蓄電池充放電容量是否符合要求，蓄電池單體電壓值是否偏差過(guò)大等；在設備投產(chǎn)驗收時(shí)再增加絕緣監測檢查及耐壓、絕緣性能等試驗，而對直流電源設備的其它更多技術(shù)要求卻有所忽略。從近來(lái)年直流電源設備在我省電網(wǎng)的運行情況看，忽視有些看似無(wú)關(guān)緊要的試驗項目及技術(shù)要求，往往會(huì )造成直流電源系統故障和沒(méi)備事故的發(fā)生，舉例如下。


1.紋波系數的測量
在國剛直流電源評價(jià)標準中，紋波系數測量(直流標準第6．2．13條)是作為“核心指標”進(jìn)行考核的。紋波系數反映了直流裝置輸出電壓的脈動(dòng)程度，數值過(guò)大不僅會(huì )影響蓄電池的使用壽命，嚴重情況下，還會(huì )引起變電站直流系統的事故1999年我省某220kV變電站發(fā)生的一起事故就是一個(gè)典型的事例：
該220kV變電站直流電源設備投產(chǎn)時(shí)間較早，只有一套可控硅整流充電裝置一組蓄電池，因需要更換蓄電池組，檢修人員準備短時(shí)推出蓄電池組，當解開(kāi)蓄電池連線(xiàn)后，母線(xiàn)電壓下降，檢修人員調整電壓至正常值后即有直流問(wèn)路開(kāi)關(guān)跳閘聲及設備器件炸裂聲，然后直流裝置的過(guò)流繼電器動(dòng)作，整流設備退出工作。造成了六條線(xiàn)路的保護失效，大量的靜態(tài)電壓繼電器、母差保護繼電器及各類(lèi)電源燒毀，損失較大。
事故后通過(guò)試驗發(fā)現，硅整流三相觸發(fā)回路中有一相已損壞，為維持正常的直流母線(xiàn)電壓，致使輸出直流電壓的紋波系數過(guò)大，因未進(jìn)行紋波系數的測量而沒(méi)有及時(shí)發(fā)現這個(gè)問(wèn)題，而電壓表顯示的是正常的平均電壓值(219V)。因為蓄電池是較大的容性負載，在帶蓄電池組時(shí)直流電壓的紋波系數為50％左右，還未造成事故，但脫離蓄電池組后輸出直流電壓的紋波系數達216％左右，過(guò)大的脈動(dòng)電壓燒毀了大量保護設備。


2.監控裝置控制程序的試驗
直流電源標準對微機監控裝置要求直流電源設備應能自動(dòng)進(jìn)行恒流限壓充電一恒壓充電一浮充電狀態(tài)或均充一浮充的狀態(tài)自動(dòng)轉換(第6．4．18條)，但從浙江電網(wǎng)直流電源設備近幾年的運行情況統計，微機監控裝置程序故障設備有10余套，有些設備不能恒流充電，有些設備恒壓充電(均充)后不能自動(dòng)轉換為浮充狀態(tài)，對控制、保護設備及蓄電池壽命均有不利影響。


3.監控裝置顯示及監測功能試驗
國網(wǎng)直流電源技術(shù)標準要求監控裝置的設定值應與實(shí)際顯示值、測量值一致(第6．419條)。而在檢修試驗時(shí)多次發(fā)現直流電源設備監控裝置的設定電壓值、表計顯示值與直流母線(xiàn)的實(shí)際值不一致，若口常不重視對母線(xiàn)電壓的實(shí)測檢查，就不能發(fā)現問(wèn)題。如果直流母線(xiàn)電壓長(cháng)期不符合蓄電池浮充電壓或均充電壓的要求值，偏高或偏低均將影響蓄電池的使用壽命。


4.交流輸入端的技術(shù)要求
國網(wǎng)直流電源技術(shù)標準不僅要求充電裝置應有兩路交流輸入，互為備用，還要求設備應裝設有防止過(guò)電壓的保護裝置(標準第5.2．1條)。而在《防止直流電源系統事故措施》第十六條中更明確提出：充電裝置交流供電輸入端應采取防止電網(wǎng)浪涌沖擊電壓侵入充電模塊的技術(shù)措施。
我省一個(gè)220kV變電站發(fā)生的一起雷擊損壞直流電源設備及保護設備的事故，與充電裝置交流輸入端未能有效防止雷電波侵入有直接的關(guān)系。此事故中雷電波通過(guò)交流電源線(xiàn)侵入直流輸入端，造成高頻充電模塊損壞；充電模塊受到?jīng)_擊電壓影響而損壞，并產(chǎn)生很高的直流電壓(事后檢查模塊輸出電壓達285V)，有多路直流分支開(kāi)關(guān)跳閘，使多個(gè)設備保護裝置直流電源消失。
因此，實(shí)際工作中，應重視檢查直流電源充電裝置交流輸入端是否采取了有效的防止過(guò)電壓的保護裝置。特別在多雷擊地區，線(xiàn)路經(jīng)常遭雷擊跳閘并需要保護動(dòng)作進(jìn)行開(kāi)關(guān)重合閘，為防止開(kāi)關(guān)保護失效的惡性事故發(fā)生，直流設備交流進(jìn)線(xiàn)端必須采取適合的低壓避雷器和針對高頻開(kāi)關(guān)的浪涌吸收器等多重防雷保護措施；高頻開(kāi)關(guān)模塊也應要求廠(chǎng)家對模塊采取輸出電壓最高不能超過(guò)某一限值(如260V)的設計。


5．閥控蓄電池組的充放電
在國網(wǎng)《直流電源系統運行規范》(第十五條)、《直流電源系統評價(jià)標準》及《直流電源系統技術(shù)監督規定》中對閥控蓄電池投入運行后均要求：每2～3年應進(jìn)行一次核對性充放電，運行了6年以后，宜每年進(jìn)行一次核對性充放電。其目的是檢驗蓄電池容量是否符合要求，也能夠使電池內的化學(xué)物質(zhì)通過(guò)放電、充電得到活化，延長(cháng)電池的使用壽命。在運行工作中也有實(shí)例可以說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。
在某發(fā)電廠(chǎng)對兩組蓄電池進(jìn)行核對性的容量試驗，兩組蓄電池及兩組直流充電設備均為相同型號、相同容量的產(chǎn)品，而投產(chǎn)時(shí)間相差一年，分別為3年和2年。通過(guò)蓄電池組放電試驗發(fā)現，早一年投產(chǎn)的蓄電池組容量為80%，而遲一年投產(chǎn)的蓄電池組容量?jì)H為42％。通過(guò)詢(xún)問(wèn)發(fā)電廠(chǎng)維護人員，了解到早安裝的一組蓄電池在投產(chǎn)時(shí)曾由廠(chǎng)家進(jìn)行過(guò)核對性充放電，而遲安裝的一組因故未進(jìn)行核對性充放電，并且至今均沒(méi)有進(jìn)行過(guò)核對性充放電。從此事例看，電池未進(jìn)行放充電活化，將大大影響電池組的容量和使用壽命。
以上所列的是直流電源設備技術(shù)要求中幾個(gè)不易引起重視但又可能產(chǎn)生故障或事故的內容；對于其它一些如連續供電、自動(dòng)調壓、直流斷路器一熔斷器選擇性配置、監控裝置故障輸出穩定浮充電壓、限壓限流功能等技術(shù)要求，在工作中更應引起重視。


結語(yǔ)
直流電源設備是一個(gè)多要素結構組成的系統設備，某個(gè)技術(shù)指標未達到要求在實(shí)際運行中均可能引起設備的故障或事故。在直流電源設備設計、選型、投產(chǎn)驗收、運行維護、技術(shù)監督和改造等工作中，唯有認真、全面地執行國網(wǎng)直流電源系統管理規范中的各項技術(shù)要求，才能保證直流系統設備的安全穩定運行!