(国网山西省电力公司运城供电公司山西运城044000)
摘要：变电站直流系统为运行中变电站一、二次设备提供可靠直流电源，保证继电保护、通信远动、中央信号以及控制操作的直流用电需求，当发生交流电源消失甚至全站停电情况下，直流系统仍可为事故照明、交流不间断电源等提供有限时间的直流电源，保证事故情况继电保护装置、安全自动装置、控制及信号回路和断路器的继续可靠工作。可见，直流系统可靠与否对变电站的安全运行起着至关重要的作用。加之，无人值班变电站对直流系统远方监视和日常维护管理要求更加严格。因此，加强无人值班变电站直流系统远方监视和信号分析，针对直流系统远方监视过程中主要问题，进行风险分析并制定相应防范措施，对加强变电站整体风险防控水平有着重要意义。
关键词：变电站；直流系统改造；电源转接问题；处理
1变电站直流系统构成与特点
变电站的直流系统主要由直流电源、直流母线、直流馈线及监控单元、绝缘监察装置组成，其中直流电源包括蓄电池及其充电设备。其中，蓄电池、充电装置、馈线网络和监测单元等模块容易出现故障和异常。监控主要是负责远方监视直流系统4个主要模块的运行情况。变电站直流系统结构如图1所示。
注:实线表示电缆线;虚线表示通信线。
图1变电站直流系统结构
1.1充电模块
将站用变或外接站用电提供的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，常采用高频开关电源，一般由多组充电单元并列运行，采取N+1模式，1个模块作为备用。
1.2蓄电池组
作为直流系统的储能元件，现常采用多组阀控式密封铅酸蓄电池串联组成，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，一般要求事故情况下能独立为变电站直流设备供电2h。
1.3馈线及网络
直流馈线指直流馈线屏至直流小母线和直流分电屏的直流电源电缆，由于变电站直流用电设备多、分布广泛，直流馈线及网络复杂，主要有环形供电方式和辐射供电方式。
1.4监控单元
对直流系统进行监控管理，负责对直流电源充电装置的交直流电压、直流输出电流和蓄电池电压等电气参数进行测量、显示和控制的装置，负责采集监测各直流模块运行情况，及时将故障异常情况报警及上传远方监控中心。
2直流电源转接装置改造方法
现阶段直流电源设备改造更换作业中作业人员一般采取的都是瞬间停电法和带电并接法。其中瞬间停电转接法是在作业中站内重要设备直流电源短暂失电，这人为降低了设备运行的可靠性，在直流系统现场作业中，曾多次遇到过在保护设备瞬间失电时电网发生异常，而保护因失电源不正确动作的情况，此方法不但违反了国家电网公司《直流电源系统设备检修规范》中关于直流系统改造工作中不允许停电负荷回路，需带电转接的要求，也使电网运行存在着极大的安全隐患。带电并接法受新、旧两套直流系统控制与合闸电源电压设置差异，在负荷电源转接作业中若新、旧直流电源设备分别直接与临时直流电源并接，则无论怎样调节，新、旧电源设备与临时电源设备之间必然存在一个电压差≧5V，此时若采取馈线支路依次逐项转接，将使新、旧两套直流系统和蓄电池组造成多次环流冲击，也人为降低了直流系统设备和蓄电池组的运行可靠性。如图2所示。
图2直流电源旧设备和临时电源设备直接并接
以上这些情况使得检修人员在直流设备改造作业中的转接电源工作变得极为棘手。
为解决站内装置直流电源转接中遇到的问题，曾作了很多尝试，主要是基于：转接电源工作中保证站内重要装置不失电；转接电源中临时直流电源设备与新、旧直流电源设备互不干扰、冲击。本着安全可靠、操作方便和提高工作效率的原则，在电源转接作业中设计制作了单旁路插接切换直流电源转接装置，如图3所示，装置中接入临时电源，装置内设置各临时电源支路馈线，并为临时电源支路设置高通量ZP-300A-1000V二极管旁路。这样在旧直流设备拆除时，可以使用直流电源转接装置先使临时电源通过二极管旁路与正常运行电源（旧直流电源设备馈线）并列，合上微型空气开关。待正常运行电源电缆拆除后，再短接二极管旁路，使临时电源支路投入运行。这既保证了电源转接时站内重要设备不失电，也有效避免了电压差对两套直流系统和蓄电池组的冲击影响。
在新直流电源设备组装和调试完毕后，可以使用直流电源转接装置先使临时电源再次通过二极管旁路，待正常运行电源（新直流电源设备馈线）压接完毕并投入运行后，再将临时电源退出运行。这也保证了电源转接时站内重要设备不失电，并避免了电压差对两套直流系统和蓄电池组的冲击影响。
图3单旁路插接切换电源转接装置
图4电源接线端子有无备用端子情况
考虑到要兼顾所有重要设备的不间断运行，具体施工中采取了各直流电源支路逐项转接的措施，这也有效杜绝了因装置内临时电源支路馈线众多而发生误操作的可能。
在实际操作中我们也注意到有些站内设备二次回路电源接线端子无备用端子,这就使得直流系统改造工作中电源电缆带电搭接极为困难,如图4所示。
所以建议变电站重要装置电源回路接线端子应配置可连备用端子，以方便直流电源系统改造作业。
3结束语
直流系统是变电站的一个重要组成部分，对变电站的正常运行起着十分重要的作用，我们不但要保证其在运行中设计、配置合理，而且要在其因老化淘汰而改造的工作中充分估计到所要面临的问题，以便采取行之有效的措施。
参考文献：
[1]王敏之.变电站直流电源系统存在问题分析及改进措施[J].工程技术，2017(1):316.
[2]王素华，彭向阳，韩潇，等.变电站直流电源系统改造问题分析[J].电力系统保护与控制，2010，38(17):179-182.
[3]莫靖.变电站直流系统存在问题研究及其对策[D].广州:华南理工大学，2013.