认真执行国网直流电源系统技术要求之实际体会

概要：本文通过对直流电源系统设备实际运行中发生的一些事故及故障，阐述了认真理解和执行规范中的各项技术要求对防止直流电源系统设备事故的发生具有重要的现实意义。
关键词：国网直流电源系统；管理规范；技术标准；技术要求


国家电网公司从2004年12月至2006年1月连续发布了直流电源系统的技术标准、运行规范、检修规范、技术监督规定、预防事故措施、评价标准、技术改造指导意见等7个管理规范，充分了直流电源设备在电网中的重要性和国网公司对此设备在技术管理方面的重视。
作为直流电源系统的基层技术工作者，深有体会的是：认真理解和执行规范中的各项技术要求，才能保证直流电源系统设备在电网中可靠、安全地运行。
有些人会错误地认为直流电源设备比较简单，不过是充电机加蓄电池而已，现在采用了高频开关和阀控“免维护”蓄电池，可靠性提高了，对设备只需重点把握一些指标即可，如：稳流精度、稳压精度是否合格，均充及浮充电压值是否在正常范围．蓄电池充放电容量是否符合要求，蓄电池单体电压值是否偏差过大等；在设备投产验收时再增加绝缘监测检查及耐压、绝缘性能等试验，而对直流电源设备的其它更多技术要求却有所忽略。从近来年直流电源设备在我省电网的运行情况看，忽视有些看似无关紧要的试验项目及技术要求，往往会造成直流电源系统故障和没备事故的发生，举例如下。


1.纹波系数的测量
在国刚直流电源评价标准中，纹波系数测量(直流标准第6．2．13条)是作为“核心指标”进行考核的。纹波系数反映了直流装置输出电压的脉动程度，数值过大不仅会影响蓄电池的使用寿命，严重情况下，还会引起变电站直流系统的事故1999年我省某220kV变电站发生的一起事故就是一个典型的事例：
该220kV变电站直流电源设备投产时间较早，只有一套可控硅整流充电装置一组蓄电池，因需要更换蓄电池组，检修人员准备短时推出蓄电池组，当解开蓄电池连线后，母线电压下降，检修人员调整电压至正常值后即有直流问路开关跳闸声及设备器件炸裂声，然后直流装置的过流继电器动作，整流设备退出工作。造成了六条线路的保护失效，大量的静态电压继电器、母差保护继电器及各类电源烧毁，损失较大。
事故后通过试验发现，硅整流三相触发回路中有一相已损坏，为维持正常的直流母线电压，致使输出直流电压的纹波系数过大，因未进行纹波系数的测量而没有及时发现这个问题，而电压表显示的是正常的平均电压值(219V)。因为蓄电池是较大的容性负载，在带蓄电池组时直流电压的纹波系数为50％左右，还未造成事故，但脱离蓄电池组后输出直流电压的纹波系数达216％左右，过大的脉动电压烧毁了大量保护设备。


2.监控装置控制程序的试验
直流电源标准对微机监控装置要求直流电源设备应能自动进行恒流限压充电一恒压充电一浮充电状态或均充一浮充的状态自动转换(第6．4．18条)，但从浙江电网直流电源设备近几年的运行情况统计，微机监控装置程序故障设备有10余套，有些设备不能恒流充电，有些设备恒压充电(均充)后不能自动转换为浮充状态，对控制、保护设备及蓄电池寿命均有不利影响。


3.监控装置显示及监测功能试验
国网直流电源技术标准要求监控装置的设定值应与实际显示值、测量值一致(第6．419条)。而在检修试验时多次发现直流电源设备监控装置的设定电压值、表计显示值与直流母线的实际值不一致，若口常不重视对母线电压的实测检查，就不能发现问题。如果直流母线电压长期不符合蓄电池浮充电压或均充电压的要求值，偏高或偏低均将影响蓄电池的使用寿命。


4.交流输入端的技术要求
国网直流电源技术标准不仅要求充电装置应有两路交流输入，互为备用，还要求设备应装设有防止过电压的保护装置(标准第5.2．1条)。而在《防止直流电源系统事故措施》第十六条中更明确提出：充电装置交流供电输入端应采取防止电网浪涌冲击电压侵入充电模块的技术措施。
我省一个220kV变电站发生的一起雷击损坏直流电源设备及保护设备的事故，与充电装置交流输入端未能有效防止雷电波侵入有直接的关系。此事故中雷电波通过交流电源线侵入直流输入端，造成高频充电模块损坏；充电模块受到冲击电压影响而损坏，并产生很高的直流电压(事后检查模块输出电压达285V)，有多路直流分支开关跳闸，使多个设备保护装置直流电源消失。
因此，实际工作中，应重视检查直流电源充电装置交流输入端是否采取了有效的防止过电压的保护装置。特别在多雷击地区，线路经常遭雷击跳闸并需要保护动作进行开关重合闸，为防止开关保护失效的恶性事故发生，直流设备交流进线端必须采取适合的低压避雷器和针对高频开关的浪涌吸收器等多重防雷保护措施；高频开关模块也应要求厂家对模块采取输出电压最高不能超过某一限值(如260V)的设计。


5．阀控蓄电池组的充放电
在国网《直流电源系统运行规范》(第十五条)、《直流电源系统评价标准》及《直流电源系统技术监督规定》中对阀控蓄电池投入运行后均要求：每2～3年应进行一次核对性充放电，运行了6年以后，宜每年进行一次核对性充放电。其目的是检验蓄电池容量是否符合要求，也能够使电池内的化学物质通过放电、充电得到活化，延长电池的使用寿命。在运行工作中也有实例可以说明这个问题。
在某发电厂对两组蓄电池进行核对性的容量试验，两组蓄电池及两组直流充电设备均为相同型号、相同容量的产品，而投产时间相差一年，分别为3年和2年。通过蓄电池组放电试验发现，早一年投产的蓄电池组容量为80%，而迟一年投产的蓄电池组容量仅为42％。通过询问发电厂维护人员，了解到早安装的一组蓄电池在投产时曾由厂家进行过核对性充放电，而迟安装的一组因故未进行核对性充放电，并且至今均没有进行过核对性充放电。从此事例看，电池未进行放充电活化，将大大影响电池组的容量和使用寿命。
以上所列的是直流电源设备技术要求中几个不易引起重视但又可能产生故障或事故的内容；对于其它一些如连续供电、自动调压、直流断路器一熔断器选择性配置、监控装置故障输出稳定浮充电压、限压限流功能等技术要求，在工作中更应引起重视。


结语
直流电源设备是一个多要素结构组成的系统设备，某个技术指标未达到要求在实际运行中均可能引起设备的故障或事故。在直流电源设备设计、选型、投产验收、运行维护、技术监督和改造等工作中，唯有认真、全面地执行国网直流电源系统管理规范中的各项技术要求，才能保证直流系统设备的安全稳定运行!