变电站中的直流系统的健康稳定运行，直接关系到站内二次设备的稳定运行。本文结合维护经验及设备检修数据、运行缺陷统计的分析，归纳出设备寿命周期内暴露出的共性问题，提出了相应的改进措施，提炼出一套科学的全寿命周期管理变电站运维管理方法，为直流系统的运维及更新改造提供有益参考。导光条
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1 常用直流系统的组成
随着电力电子技术的发展，变电站用直流系统也步入了一个新的阶段。目前变电站直流电源系统一般由直流充电屏、馈电屏、蓄电池屏等构成。根据功能直流系统可划分为交流配电模块、充电模块、监控模块、降压硅链模块、绝缘监测模块、蓄电池监测模块及蓄电池组等部分。如图1所示 智能电力电容器
扭王字块模具交流配电模块：该模块的作用是将交流电源引入并分配给各个充电模块，正常时交流输入切换开关置于“自动”位置，市电Ⅰ路工作，市电Ⅱ路备用。
充电模块：该模块将380V或220V交流电转变为220V的直流电压，为蓄电池充电及直流负载提供正常工作电源。充电模块配有监控模块，能监视、控制其运行情况。
降压硅链模块：由于直流电源对蓄电池组进行均衡充电时，充电模块的输出电压会高于控制分路的额定电压值，因此安装该模块以确保控制分路的电压在正常范围内。
监控模块：该模块采用以微处理器为核心的集散模式对充电模块、直流馈电模块、蓄电池组以及直流母线对地绝缘情况实施全方位监视、测量和控制。该模块具有四遥功能，可使直流电源系统达到无人值守。
蓄电池监测模块：该模块主要功能是实现单体或成组（3只或6只为1组）电池电压的监控，同时对单体电压异常的情况进行告警。
蓄电池组：该模块的主要作用是在交流正常时储存电能，在交流停电时释放电能，保证直流系统不间断地向负载供电。
当系统交流输入正常时，两路交流输入经过交流切换控制选择其中一路输入，并通过交流配电模块给各个充电模块供电。充电模块将输入的交流电转换为220 V直流，经隔离二极
管隔离后输出，一方面给蓄电池充电，另一方面给合闸分路供电。
2 直流系统故障统计分析
直流系统由于元件构成的差异性，不可避免的会产生故障，按照直流充电屏、馈电屏、蓄电池屏进行分类，通常会遇到以下几种故障：
2.1 直流充电屏内元件故障
（1）交流配电模块故障导致交流过欠电压或缺相。
交流配电模块一般依靠接触器进行两路电压的切换，发生交流欠压或缺相时一般是由于低压断路器或交流接触器发生故障。通常可以对故障元件进行更换即可。
（2）直流充电模块故障。
该类故障是直流系统运维中的常见故障，由于充电模块是由电力电子元件构成，其受温度及负荷影响，运行到一定年限后，就会发生故障。一般在直流系统投运5-6年后，该类故障开始高发。由于目前直流系统充电模块均采用N+1冗余设计方案，因此在直流充电模块发
生故障时，可将故障模块拆除进行返厂维修。
（3）监控模块故障
该类故障主要现象为，监控装置因液晶屏寿命影响导致无法显示或显示异常。以及因元件老化导致通讯不正常或显示值和实测值不一致。当确认为元件老化引起该类故障时，可对整个监控装置和附属的监控装置进行更换。
2.2馈电屏内元件故障
馈电屏内元件主要包括馈电屏空开以及用于监视各馈线之路绝缘状况的绝缘监测装置。馈电屏内的空开或空开辅助接点发生故障时，通常可用同型号的空开进行替换。
可降解塑料袋子吹膜机2.3蓄电池屏内元件故障
直流蓄电池屏主要用去安装固定蓄电池组及相应的电池巡检仪等附件。因此一般故障元件为直流蓄电池组或电池巡检仪故障。
（1） 直流蓄电池组故障
目前阀控式蓄电池组已成为站用直流电源系统的首选。阀控式铅酸蓄电池俗称“免维护”蓄电池。所谓“免维护”仅仅指无需像开口时铅酸蓄电池需要加水、加酸、换液等，而日常维护仍是不可少。除了正常的使用寿命周期外，由于电池本身的质量如材料、结构、工艺等缺陷及使用不当等问题导致一些蓄电池早期失效的现象时有发生。因此在运维过程中要及时按照规程要求对直流蓄电池组进行核对性充放电，以便及时发现失效电池。对于个别失效电池可采用电池活化的方法，恢复失效蓄电池的部分机能。对于大面积失效的电池组，可按照直流规程对蓄电池组进行整体更换。
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（2） 蓄电池监测仪故障
蓄电池巡检仪是监测运行蓄电池组中单只蓄电池端电压的装置，也可测量温度和蓄电池电流，通过各种在线测量手段和测量数据综合统计、分析、判断监测蓄电池组的状态和可靠性。其故障主要表现为采样模块损坏无法采集到蓄电池信息。出现上述现象时可对蓄电池巡检仪进行更换即可。
3 直流系统的全寿命周期管理
站用直流系统的全寿命周期管理应始终贯穿于整套系统。系统中的任一元件故障都可能影响到整个系统的寿命，为有效提高直流系统的全寿命周期管理水平可从以下几个方面入手：
3.1设计选型环节
目前生产变电站用直流系统的厂家很多，有的厂家没有自己的生产研发中心，完全靠贴牌进行组装生产，从后期运维角度来看，一旦该类产品出现问题很难进行备品备件更换，这将直接导致整个系统提前报废，缩短产品的使用寿命。因此在设计选型时设计单位应充分听取运维单位运维意见，慎重选型。同时应将引入相关竞争机制，控制网内服务商的数量，按照公司电网规模，宜将全网直流系统供货商控制在3-4家，这样既避免形成服务商的垄断，也避免服务商过多，造成备品备件储备困难。同时应建立服务商评价体系加强对服务商工作的评估，应用及时生产理念降低成本完善备品策略，建立公司级的虚拟仓库和配送中心。特别是针对故障率较高的直流充电模块，一旦出现异常，可及时与服务商进行沟通协商，对故障模块维修或更换，提高充电装置的使用寿命。
3.2运维环节
根据现场运维经验，作为直流系统核心部件的蓄电池组存在如下特点：劣化电池如果不及时的采取补救措施，会导致周围的蓄电池也跟着劣化，导致蓄电池组过早退出运行，达不到蓄电池的全寿命周期。传统的维护技术和手段相对落后，维护量大，耗费巨大的人力物力，而且有效性低，并不能时刻监测蓄电池或蓄电池组的运行数据，导致当发现存在落后蓄电池时，通常此落后蓄电池性能已下降到无可挽回的地步，造成了浪费。更严重的状况是未能发现落后蓄电池，在运行过程中出现蓄电池开路导致保护装置不能跳开故障设备，或停电后蓄电池组不能正常工作而导致直流失电。
3.3技术改造环节
按照国网十八项反措的要求，变电站直流系统的馈出网络应采用辐射状供电方式，严禁采用环状供电方式。如果仍然按照传统的更换直流系统方式，将直流充电屏、蓄电池屏、馈线屏进行统一更换，则由于屏位的变化，将会使用较多的电缆，同时在施工过程中存在装置失电，直流短路等安全风险。因此对于已采用輻射供电方式的站用直流电源系统，可不按传统方式进行整体屏柜更换。只需按照元件替换的方法，将直流系统中相应的充电屏、蓄电池组及相关附件进行更换即可，不需要对馈线屏进行更换。这样既省去了馈线屏柜等附件的投资，也降低了技术改造的风险。
5结束语
全寿命周期管理既是一种先进的管理理念，也是一种科学的管理方法，它将推进电网企业的成本节约和效益提升。通过对直流系统构成元件的故障分析，从设计、运维、技术改造环节入手，有效提高站用直流系统全寿命周期管理，特别是对旧的辐射性直流系统进行元件更换，就能达到更换直流系统的目的。这样不仅能有效降低施工风险，也能最大限度的减少设备投资，值得全面推广。
[参考文献]
[1] 直流设备检修/国家电网公司人力资源部组编.-北京：中国电力出版社，2010.10
[2] 国家电网公司预防直流电源系统事故措施。
[3] 国网公司直流电源系统技术标准。
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