摘要：近些年來，隨著用電量的加大以及近年來科技的發展和電網運行的需要，變電站設備改造工程勢在必行。因而我國加強了對電網各部分的自動化改造，而直流系統作為變電站的心臟,是變電站的控制、信號、繼電保護及自動裝置、事故照明等提供可靠的直流電源,是變電站安全運行的保證。因此,對變電站直流系統進行自動化改造已迫在眉睫。本文首先從變電站直流系統當前所存在的問題出發，對其改造工程做了一定的探討。
關鍵詞：變電站;直流系統;問題;改造舉措
Abstract: In recent years, with the increase of electricity consumption and the recent technology development as well as the need of grid operation, substation equipment renovation project is imperative. This paper starting from the problems of the DC system, and to discussed its renovation project.
Key words: substation; DC system; problems; transformation initiatives
中圖分類號：TM411+.4 文獻標識碼： A 文章編號：
引言：隨著電力工業的迅速發展，為提高電網的供電質量，有許多常規的變電站被改成綜自站，因為常規變電站有人值守，所以對直流系統的要求不高，老式的直流設備就可以滿足要求，但是改造后原有直流設備的缺點如：發熱量大、沒有遠方功能、功率因數低、體積較大等卻逐漸顯現出來，這些與電網的發展趨勢相違背，所以必須引起足夠的重視并加以改造，使電網安全、經濟運行，并實現電力系統的自動化，
一、 當前變電站直流系統所存在的問題
1、 采用的敞開式的堿性蓄電池組服役時間較長，直流電源系統堿性，運行維護麻煩、安全可靠性低，已不能適應電力系統繼電保護裝置對直流電源的安全技術要求。需要更換為微機控制智能型免維護蓄電池
2、 采用端電池調節器調壓得的直流系統，端電池極易硫化、維護困難，接線復雜，在更換工程中一旦發生斷線，短路或者接地，都將有可能導致保護裝置誤動或者拒動，造成大面積停電事故，甚至可能造成電網事故。這就要求在全站不失去直流電源的情況下進行更換。
3、陳舊的直流裝置自動化程度低，無法滿足遙測、送信等功能的要求。受基本元件的制約，電器化性能提高收到限制。
二、做好直流裝置改造的幾點舉措
一般變電站負荷較大且較重要，難以全站停電。因此，直流系統改造只能帶電進行。但帶電改造，在新老直流裝置更換過程中，可能會使直流電源不可靠，造成系統事故。所以我們需要蓄電池容量的選擇及直流裝置的選擇，合理制訂一個不停電更換直流裝置的方案， 一般現在我們都是智能高頻開關電源，由于其體積小，重量輕，技術指標優越，模塊化設計，N+1熱備份方式，便于“四遙”等優點，已在諸多領域得到廣泛應用。
1、做好調壓，采用高頻斬波方式。電站繼電保護裝置對直流電壓的穩定性要求高。傳統的調壓方法為多只二極管串聯后與多只繼電器觸點并聯進行有機調節。精度低又不能實現自動控制。高頻斬波調壓就可以解決這些問題。動力母線提供的直流電壓，經高頻斬波后送到控制母線，向繼電保護裝置供電，輸壓反饋到調節器，構成閉環系統，自動、精準管道斷及斬波高度，在動力母線電壓大幅度波動下，也可以控制母線電壓穩定。
2、智能高頻開關電源系統由交流配電，絕緣檢測，監控模塊、整流模塊、調壓模塊，直流饋電等組成。其工作原理如下：
交流配電為系統提供三相交流電源，監測三相電壓、電流及接觸器狀態;判斷交流輸入是否滿足系統要求，在交流輸入出現過壓、欠壓、不平衡時自動切斷有故障的一路，并切換到另一路供電，系統發出聲光告警。裝有每相通流量40kA、響應速度為25μs的三相避雷器，能有效地防止雷擊對設備造成的損壞。
絕緣監測采用進口非接觸式直流微電流傳感器，利用正負母線對地的接地電阻產生的漏電流，來測量母線對地的接地電阻大小，從而判斷母線的接地故障。這一技術無須在母線上疊加任何信號，對直流母線供電不會有任何不良影響，徹底根除由直流母線對地電容所引起的誤判和漏判，對于微機接地監測技術是一重要突破。
監控模塊是整個直流系統的控制、管理核心，其主要任務是對系統中各功能單元和蓄電池進行長期自動監測，獲取系統中的各種運行參數和狀態，根據測量數據及運行狀態實時進行處理，并以此為依據對系統進行控制，實現電源系統的全自動精確管理，從而提高電源系統的可靠性，保證其工作的連續性、安全性和可靠性。具有“遙測、遙信、遙控、遙調”四遙功能，配有標準RS232接口，方便納入電站自動化系統。
整流模塊為合閘母線、控制母線提供正常的負荷電流，本身具有LCD漢字顯示、操作鍵盤，模塊工作狀態和工作參數一目了然，可以帶電插拔，具有軟件較準，自主均流、ZVS軟開關技術。
調壓模塊無論合閘母線電壓如何變化，輸出電壓都被穩定控制在220(1±0.5%)V，具有帶電拔插技術、軟開關技術和雙向調壓特性。
直流饋電設有控制輸出、合閘輸出、電池輸入、閃光、事故照明、48V電源輸出等。控制母線有三種途徑供電，確保控制母線供電安全可靠。配有智能直流監控單元，可測量母線電壓、電流及開關狀態等。
電池巡檢儀對電池電壓進行實時監測，將信息及時反饋到監控模塊。
蓄電池全密閉、免維護、無污染、無腐蝕，任何方向可放置使用，使用溫度范圍寬(-40℃～60℃);深放電至零伏，24h內充電可恢復;可大電流放電，起動電流大，自放電率極低，具有安全防爆排氣系統，是理想的操作、控制不間斷電源。
三、 直流屏改造過程中的一些注意問題
1、 更換前，需要對作為臨時系統的蓄電池組進行仔細檢查，將電池組充好電，測量其輸出電壓是否滿足要求，以保證臨時供電系統的可靠性。
2、 由于一般的臨時充電機只有一路交流電源輸入，為了避免失去交流電帶來的一系列問題，更換前，應對站用低壓備用電源自動投入功能進行試驗。
3、 在不具備低壓備用電源自動投入功能的情況下，安排運行人員值班。
4、 電池的容量選擇和模塊配置。電池容量選擇要進行直流負荷的統計，直流負荷按性質分為經常負荷、事故負荷、沖擊負荷。經常負荷主要是保護、控制、自動裝置和通信裝置。事故負荷是指停電后必須由直流系統供電的負荷，如UPS、通信設置等。沖擊負荷是指極短時間內施加的大電流負荷。上面三種直流負荷統計就可以計算出事故狀態下的直流持續放電容量。而模塊數量的配置是要全部模塊出額定電流總值要大于等于最大經常負荷加蓄電池充電電流。
四、 總結
綜上所述，變電站直流電源作為電力系統中的“心臟”部分，是變電站自動控制、繼電保護、動力、儀器儀表、信號、事故、照明等的重要工具，其性能和質量的好壞直接關系到機組、電網的穩定的運行和設備安全，我們只有加快實現變電站直流系統自動化改造，才能避免一系列的電網事故，使變電站直流系統朝著自動化和免維護的方向快速發展，進而加快我國的電網事業。
