認(rèn)真執(zhí)行國網(wǎng)直流電源系統(tǒng)技術(shù)要求之實際體會

概要：本文通過對直流電源系統(tǒng)設(shè)備實際運行中發(fā)生的一些事故及故障，闡述了認(rèn)真理解和執(zhí)行規(guī)范中的各項技術(shù)要求對防止直流電源系統(tǒng)設(shè)備事故的發(fā)生具有重要的現(xiàn)實意義。
關(guān)鍵詞：國網(wǎng)直流電源系統(tǒng)；管理規(guī)范；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；技術(shù)要求


國家電網(wǎng)公司從2004年12月至2006年1月連續(xù)發(fā)布了直流電源系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運行規(guī)范、檢修規(guī)范、技術(shù)監(jiān)督規(guī)定、預(yù)防事故措施、評價標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)改造指導(dǎo)意見等7個管理規(guī)范，充分了直流電源設(shè)備在電網(wǎng)中的重要性和國網(wǎng)公司對此設(shè)備在技術(shù)管理方面的重視。
作為直流電源系統(tǒng)的基層技術(shù)工作者，深有體會的是：認(rèn)真理解和執(zhí)行規(guī)范中的各項技術(shù)要求，才能保證直流電源系統(tǒng)設(shè)備在電網(wǎng)中可靠、安全地運行。
有些人會錯誤地認(rèn)為直流電源設(shè)備比較簡單，不過是充電機加蓄電池而已，現(xiàn)在采用了高頻開關(guān)和閥控“免維護(hù)”蓄電池，可靠性提高了，對設(shè)備只需重點把握一些指標(biāo)即可，如：穩(wěn)流精度、穩(wěn)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大等；在設(shè)備投產(chǎn)驗收時再增加絕緣監(jiān)測檢查及耐壓、絕緣性能等試驗，而對直流電源設(shè)備的其它更多技術(shù)要求卻有所忽略。從近來年直流電源設(shè)備在我省電網(wǎng)的運行情況看，忽視有些看似無關(guān)緊要的試驗項目及技術(shù)要求，往往會造成直流電源系統(tǒng)故障和沒備事故的發(fā)生，舉例如下。


1.紋波系數(shù)的測量
在國剛直流電源評價標(biāo)準(zhǔn)中，紋波系數(shù)測量(直流標(biāo)準(zhǔn)第6．2．13條)是作為“核心指標(biāo)”進(jìn)行考核的。紋波系數(shù)反映了直流裝置輸出電壓的脈動程度，數(shù)值過大不僅會影響蓄電池的使用壽命，嚴(yán)重情況下，還會引起變電站直流系統(tǒng)的事故1999年我省某220kV變電站發(fā)生的一起事故就是一個典型的事例：
該220kV變電站直流電源設(shè)備投產(chǎn)時間較早，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(zhǔn)備短時推出蓄電池組，當(dāng)解開蓄電池連線后，母線電壓下降，檢修人員調(diào)整電壓至正常值后即有直流問路開關(guān)跳閘聲及設(shè)備器件炸裂聲，然后直流裝置的過流繼電器動作，整流設(shè)備退出工作。造成了六條線路的保護(hù)失效，大量的靜態(tài)電壓繼電器、母差保護(hù)繼電器及各類電源燒毀，損失較大。
事故后通過試驗發(fā)現(xiàn)，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電壓，致使輸出直流電壓的紋波系數(shù)過大，因未進(jìn)行紋波系數(shù)的測量而沒有及時發(fā)現(xiàn)這個問題，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(fù)載，在帶蓄電池組時直流電壓的紋波系數(shù)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(shù)達(dá)216％左右，過大的脈動電壓燒毀了大量保護(hù)設(shè)備。


2.監(jiān)控裝置控制程序的試驗
直流電源標(biāo)準(zhǔn)對微機監(jiān)控裝置要求直流電源設(shè)備應(yīng)能自動進(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)自動轉(zhuǎn)換(第6．4．18條)，但從浙江電網(wǎng)直流電源設(shè)備近幾年的運行情況統(tǒng)計，微機監(jiān)控裝置程序故障設(shè)備有10余套，有些設(shè)備不能恒流充電，有些設(shè)備恒壓充電(均充)后不能自動轉(zhuǎn)換為浮充狀態(tài)，對控制、保護(hù)設(shè)備及蓄電池壽命均有不利影響。


3.監(jiān)控裝置顯示及監(jiān)測功能試驗
國網(wǎng)直流電源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求監(jiān)控裝置的設(shè)定值應(yīng)與實際顯示值、測量值一致(第6．419條)。而在檢修試驗時多次發(fā)現(xiàn)直流電源設(shè)備監(jiān)控裝置的設(shè)定電壓值、表計顯示值與直流母線的實際值不一致，若口常不重視對母線電壓的實測檢查，就不能發(fā)現(xiàn)問題。如果直流母線電壓長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(biāo)準(zhǔn)不僅要求充電裝置應(yīng)有兩路交流輸入，互為備用，還要求設(shè)備應(yīng)裝設(shè)有防止過電壓的保護(hù)裝置(標(biāo)準(zhǔn)第5.2．1條)。而在《防止直流電源系統(tǒng)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(yīng)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220kV變電站發(fā)生的一起雷擊損壞直流電源設(shè)備及保護(hù)設(shè)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交流電源線侵入直流輸入端，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(dá)285V)，有多路直流分支開關(guān)跳閘，使多個設(shè)備保護(hù)裝置直流電源消失。
因此，實際工作中，應(yīng)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電壓的保護(hù)裝置。特別在多雷擊地區(qū)，線路經(jīng)常遭雷擊跳閘并需要保護(hù)動作進(jìn)行開關(guān)重合閘，為防止開關(guān)保護(hù)失效的惡性事故發(fā)生，直流設(shè)備交流進(jìn)線端必須采取適合的低壓避雷器和針對高頻開關(guān)的浪涌吸收器等多重防雷保護(hù)措施；高頻開關(guān)模塊也應(yīng)要求廠家對模塊采取輸出電壓最高不能超過某一限值(如260V)的設(shè)計。


5．閥控蓄電池組的充放電
在國網(wǎng)《直流電源系統(tǒng)運行規(guī)范》(第十五條)、《直流電源系統(tǒng)評價標(biāo)準(zhǔn)》及《直流電源系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)定》中對閥控蓄電池投入運行后均要求：每2～3年應(yīng)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(nèi)的化學(xué)物質(zhì)通過放電、充電得到活化，延長電池的使用壽命。在運行工作中也有實例可以說明這個問題。
在某發(fā)電廠對兩組蓄電池進(jìn)行核對性的容量試驗，兩組蓄電池及兩組直流充電設(shè)備均為相同型號、相同容量的產(chǎn)品，而投產(chǎn)時間相差一年，分別為3年和2年。通過蓄電池組放電試驗發(fā)現(xiàn)，早一年投產(chǎn)的蓄電池組容量為80%，而遲一年投產(chǎn)的蓄電池組容量僅為42％。通過詢問發(fā)電廠維護(hù)人員，了解到早安裝的一組蓄電池在投產(chǎn)時曾由廠家進(jìn)行過核對性充放電，而遲安裝的一組因故未進(jìn)行核對性充放電，并且至今均沒有進(jìn)行過核對性充放電。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(shè)備技術(shù)要求中幾個不易引起重視但又可能產(chǎn)生故障或事故的內(nèi)容；對于其它一些如連續(xù)供電、自動調(diào)壓、直流斷路器一熔斷器選擇性配置、監(jiān)控裝置故障輸出穩(wěn)定浮充電壓、限壓限流功能等技術(shù)要求，在工作中更應(yīng)引起重視。


結(jié)語
直流電源設(shè)備是一個多要素結(jié)構(gòu)組成的系統(tǒng)設(shè)備，某個技術(shù)指標(biāo)未達(dá)到要求在實際運行中均可能引起設(shè)備的故障或事故。在直流電源設(shè)備設(shè)計、選型、投產(chǎn)驗收、運行維護(hù)、技術(shù)監(jiān)督和改造等工作中，唯有認(rèn)真、全面地執(zhí)行國網(wǎng)直流電源系統(tǒng)管理規(guī)范中的各項技術(shù)要求，才能保證直流系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運行!