淺析直流電源在牽引變電所安全運(yùn)行中的作用

馬申榮

（武漢鐵路局襄陽(yáng)供電段，湖北武漢　441000）

淺析直流電源在牽引變電所安全運(yùn)行中的作用

馬申榮

（武漢鐵路局襄陽(yáng)供電段，湖北武漢441000）

牽引變電所直流電源的主要作用是為隔離開關(guān)及斷路器的正常分合閘、事故分閘、事故照明、計(jì)算機(jī)控制以及其他直流設(shè)備提供所需的電源。本文主要從牽引變電所直流電源裝置的構(gòu)成及作用入手，重點(diǎn)對(duì)牽引變電所內(nèi)直流供電回路中存在的問題進(jìn)行了分析和闡述，并有針對(duì)性地提出了一系列改善措施，希望給行業(yè)相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

蓄電池充電機(jī)絕緣監(jiān)察裝置

1　引言

直流電源對(duì)牽引變電所的安全運(yùn)行起到十分重要的作用，其能夠?yàn)闋恳冸娝鶅?nèi)部的保護(hù)、控制以及信號(hào)等二次回路系統(tǒng)提供相應(yīng)的電源。在實(shí)際應(yīng)用過程中，直流裝置穩(wěn)定與否、直流回路安全與否對(duì)牽引變電所的安全運(yùn)行有著決定性影響。在牽引變電所的運(yùn)行過程中，如果未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取正確措施處理直流系統(tǒng)中存在的隱患，就極易導(dǎo)致變電所設(shè)備出現(xiàn)故障，影響正常運(yùn)行。所以，相關(guān)部門管理人員必須對(duì)牽引變電所直流電源系統(tǒng)的安全問題予以高度重視，并采取相應(yīng)措施，加大對(duì)直流電源系統(tǒng)的保護(hù)力度。

2　直流電源裝置的構(gòu)成和作用

當(dāng)前，牽引變電所直流電源設(shè)備主要是由整流充電機(jī)和蓄電池組構(gòu)成，一般來說，整流充電機(jī)能夠?yàn)樾铍姵亟M提供電源和經(jīng)常性負(fù)荷，蓄電池組在負(fù)載陡增的情況下提供相應(yīng)的補(bǔ)充電源，以便維持正常工作電壓，同時(shí)在充電機(jī)出現(xiàn)故障或者交流電源停電的情況為直流負(fù)荷提供所需電源。一旦蓄電池的供電裝置出現(xiàn)故障，無法為直流負(fù)荷提供可靠的電源，則可能出現(xiàn)以下幾種情況：

第一，交流電源停電后則不能對(duì)牽引變電所內(nèi)的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行操控，使得正常的供電方式無法恢復(fù)；第二，整流充電機(jī)無法提供較大負(fù)荷的電流，極易導(dǎo)致開關(guān)拒動(dòng)的情況出現(xiàn)；第三，外部牽引供電設(shè)備出現(xiàn)短路時(shí)，交流電壓出現(xiàn)明顯下降，使得整流充電機(jī)的輸出出現(xiàn)電壓過低甚至停運(yùn)的情況，極易導(dǎo)致供電設(shè)備燒損。不難看出，在牽引變電所直流電源系統(tǒng)中，蓄電池組的供電設(shè)備是核心，一旦其安全性無法得到保證，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重后果。

3　直流供電回路中存在的問題

3.1蓄電池運(yùn)行中的常見問題

第一，蓄電池開路，使得開關(guān)出現(xiàn)無法閉合的情況。2014年，某變電站10kV發(fā)生故障，出現(xiàn)開關(guān)拒動(dòng)情況，導(dǎo)致主變開關(guān)越級(jí)跳閘。運(yùn)維人員在對(duì)10kV饋線開關(guān)進(jìn)行操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)無法合上，且全站直流電源系統(tǒng)出現(xiàn)失壓情況，經(jīng)過多方面探查之后，發(fā)現(xiàn)是#4蓄電池出現(xiàn)開路情況，予以更換電池。

第二，蓄電池的爬堿爬酸情況大大降低了絕緣性，而產(chǎn)生報(bào)警現(xiàn)象。

第三，部分蓄電池組出現(xiàn)鼓肚、漏液等單體失效情況。此外，在多種因素的影響下，蓄電池還會(huì)出現(xiàn)整體失效的情況，具體表現(xiàn)為站用變停電之后，在較短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致蓄電池電壓下降，一旦到達(dá)告警電壓的低點(diǎn)，則電池已經(jīng)無法繼續(xù)使用。

第四，運(yùn)維不當(dāng)導(dǎo)致蓄電池早期容量出現(xiàn)損失的情況。運(yùn)維人員缺乏相應(yīng)的維護(hù)知識(shí)和維護(hù)技術(shù)，極易導(dǎo)致蓄電池在早期就發(fā)生故障。

3.2充電機(jī)在運(yùn)行中的常見問題

第一，多數(shù)運(yùn)維人員并未對(duì)充電機(jī)電壓?jiǎn)栴}予以關(guān)注。比如，2015年，某變電站出現(xiàn)站變失電時(shí)，過了十秒后出現(xiàn)直流合閘母線失電并伴隨著控制電源消失的情況，當(dāng)對(duì)蓄電池進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)電壓中間繼電器電壓出現(xiàn)整體偏高的情況，極易導(dǎo)致繼電器誤動(dòng)，對(duì)中間繼電器電壓整定值進(jìn)行調(diào)整后，便可恢復(fù)正常。

第二，蓄電池?cái)?shù)目與充電機(jī)固有程序設(shè)定搭配不當(dāng)，使得蓄電池充電電壓出現(xiàn)明顯提升的現(xiàn)象。假如某個(gè)牽引變電站有102個(gè)蓄電池，其充電壓固定為245V，那么極易導(dǎo)致蓄電池出現(xiàn)過充的情況。

第三，部分變電站的相控電源的紋波系統(tǒng)較大，極易導(dǎo)致設(shè)備過熱。比如，我們發(fā)現(xiàn)某220kV變電站存在著脈動(dòng)電流過大等問題，如果該變電站進(jìn)行核對(duì)性放電試驗(yàn)，極易對(duì)電池壽命產(chǎn)生影響，而不進(jìn)行核對(duì)試驗(yàn)的話，則無法對(duì)蓄電池容量進(jìn)行核對(duì)。

3.3絕緣監(jiān)察裝置運(yùn)行中的常見問題

直流系統(tǒng)的接線方式對(duì)微機(jī)絕緣監(jiān)察巡檢設(shè)備產(chǎn)生重要影響。當(dāng)前，現(xiàn)場(chǎng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置極易出現(xiàn)插件壞損及燒毀、裝置死機(jī)等情況。此外，在同一母線多路電源饋線上，絕緣裝置還會(huì)出現(xiàn)同時(shí)無法報(bào)警的情況。同時(shí)，在絕緣監(jiān)察裝置的運(yùn)行過程中，直流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)揮著十分重要的作用，特別是輻射監(jiān)測(cè)報(bào)警儀的應(yīng)用，能夠進(jìn)行及時(shí)報(bào)警，但是其無法對(duì)線路問題予以正確選擇。

4　提高直流電源裝置運(yùn)行可靠性的技術(shù)措施

4.1直流屏改進(jìn)

對(duì)牽引變電所直流供電回路電容器盤的兩根進(jìn)線實(shí)施改造，使用二個(gè)40A空氣開關(guān)取代原來的空氣開關(guān)，大大增加了電容器盤上的直流開關(guān)容量，合理避免了跳閘情況的出現(xiàn)。同時(shí)，對(duì)電容器盤上的兩個(gè)進(jìn)線直流空氣開關(guān)采取直接取消措施，將直流盤向綜自盤的供電空氣開關(guān)當(dāng)成主供開關(guān)，從而有效提升牽引變電所直流供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

4.2分相負(fù)荷開關(guān)直流電源改進(jìn)

在實(shí)際操作過程中，可將直流電源上的兩臺(tái)接觸網(wǎng)分相負(fù)荷開關(guān)從直流盤中直接引出，從而將保護(hù)裝置的直流電源和易遭雷擊的外部設(shè)備直流電源予以分開，大大提升了保護(hù)電源裝置的安全性。

4.3選擇適當(dāng)規(guī)格的信號(hào)熔斷器對(duì)蓄電池供電回路斷線進(jìn)行監(jiān)視

在粗電池供電回路的兩端對(duì)該種熔斷器進(jìn)行并聯(lián)安裝，這樣一來，供電回路中的任何一點(diǎn)出現(xiàn)開路的情況，其負(fù)荷電流都會(huì)流經(jīng)熔斷器，從而燒斷熔絲，發(fā)出燈光和聲音等報(bào)警信號(hào)。

5　結(jié)語

總而言之，直流電源系統(tǒng)的安全性與可靠性對(duì)牽引變電所日常的安全運(yùn)行發(fā)揮著十分關(guān)鍵的作用，為此需要對(duì)相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)及檢修予以高度重視，為牽引變電所直流電源裝置的日常運(yùn)行及整個(gè)供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

［1］郭安平.淺談鐵路牽引變電所運(yùn)行管理［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（12）：89-90.

［2］張慶.牽引變電所遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析［J］.河南科技，2012（22）：45-46.

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