浅谈直流电源系统设备监造

浅谈直流电源系统设备监造

陈佳琪

陈佳琪

国网宜昌供电公司检修分公司变电检修室

摘要：直流系统是应用于水力、火力发电厂，各类变电站和其它使用直流设备的用户，为给信号设备、保护、自动装置、事故照明、应急电源及断路器分、合闸操作提供直流电源的电源设备。直流系统是一个独立的电源，它不受发电机、厂用电及系统运行方式的影响，并在外部交流电中断的情况下，保证由后备电源—蓄电池继续提供直流电源的重要设备。直流屏的可靠性、安全性直接影响到电力系统供电的可靠性和安全性。对于电力工程的建设，直流电源系统起着至关重要的作用，为保证直流系统现场稳定安全运行，直流电源系统的监造工作就显得尤为重要。

关键词：直流电源；系统设备；监造

长期以来直流电源系统因其电压等级低、技术门槛较低等因素，其受到的关注度有限。不过，随着电力技术与智能化技术的广泛融合，电网的运行、控制和调度的数字化、信息化、智能化等方面得到显著的发展，对站用直流电源系统的供电可靠性和安全性提出了更高的要求。一旦直流电源系统发生故障，非常容易造成主设备丧失控制与保护功能，特别是在电网发生故障时，无法快速切除故障甚至造成事故扩大，延缓电网恢复时间，使电力系统受到的危害和引起的损失也更大。全国近年来发生的事故也不断地印证了这一点。这也使得国内外电力行业对直流电源系统的关注度逐渐提升。

1直流电源系统组成及工作模式

直流系统主要由电池屏及直流充电屏（直流屏）两大部份组成。电池屏就是装有多节电池（主要是阀控式密封免维护铅酸电池）的屏柜，一般为标准柜型（800×600×2260）。电池屏中的电池一般是由2～12V的电池以9节到108节串联方式组成，电压输出为110V或220V。直流屏包含机柜、整流单元、监控单元、开关量检测单元、电池巡检单元、一系列的交流输入、直流输出等配电单元。直流系统充电方式分为两种，浮充与均充。

2监造工作内容及监造工作流程

（1）直流电源系统设备监造工作内容

监造工程师是在项目总监领导下的专业监造责任人，应按照监造依据和监造工作范围进行设备工程进度的控制，以及对工程质量进行监督和检查。工作中在现场发现质量问题，根据不同情况和性质，如个别情况或系统问题，采用口头通知、会议纪要的形式，情况严重的，采用工程联系单或者下达停工令，但下达前应征得项目总监的同意，经检查达到要求才发出复工令。

（2）直流电源系统设备监造工作一般为巡检方式

巡检监造工程师应根据直流电源系统的进度计划，定期通过电话、邮件方式了解直流电源系统的实际生产进度情况，适时前往制造厂明确制造厂的实际生产情况，对关键节点的生产计划进行重点核查，并与制造厂提供的生产进度计划进行对比，以判定实际进度是否满足合同规定的交货进度要求，如果进度明显拖期应及时向业主报告。巡检监造工程师在进行相关试验见证之前，需要按制造厂所提供的质量保证体系文件，了解、抽查制造厂是否严格按照其质量保证体系文件要求进行质量控制，在制造厂自检的基础上，监造工程师对关键过程进行必要的抽查。巡检监造工程师应着重检查制造厂的质量保证体系、检查产品在制造过程中的自检记录以及所发生的质量问题处理和改进情况的文件记录。巡检监造工程师在进行相关试验见证之前，需要根据技术协议中的具体要求，对主要的外购元器件，主要部件如电池巡检单元、整流模块等各部件试验报告等文件进行R点文件见证。前期准备工作完成后巡检监造工程师根据监造协议及相关标准规范对对产品装配、出厂试验进行W点现场见证，对于在检验中发现被检产品不符合质量标准、检验规范或图纸要求时，需要下达工程联系单，要求制造厂迅速采取整改措施，并以书面方式给予回复。监造工程师需要将相关情况及时反映给项目总监，并向业主汇报相关情况。

3直流电源系统设备质量控制要点

（1）相关R点文件检查直流系统主要由两大部份组成。一部分是电池屏，另一部分是直流充电屏（直流屏），特别是直流充电屏由各个模块组成，因此为一定要确保主要模块质量符合要求，厂家必须要对各模块的质量进行检查，监造人员要检查其装置调试记录或出厂试验报告。另外对外购元器件质量证明文件检查时注意质量证明文件是否与元器件相匹配，并仔细核对采购厂家与型号，要符合技术协议的要求。

（2）相关W、H点现场见证相关的W、H点见证包括一般检查、监视装置监测、稳压稳流精度测量、电流电压输出误差、纹波系数等检查。一般检查主要内容为见证充电模件、监控模件、空气开关、监视表计等符合技术文件要求，安装工艺、安装方式、操作方式符合要求，柜体外形尺寸符合图纸要求，电气元器件安装布置整齐，元器件型号规格安装尺寸符合图纸要求，安装牢靠，符号清晰，按钮、指示灯颜色符合规定要求，产品所有油漆电镀件无起皮脱落、发黑、发霉、生锈、划伤、色泽不均等瑕疵，绝缘电阻测试其中包括控制母线对地绝缘>50M?，动力母线对地绝缘>20M?，控制、信号回路对地绝缘>50M?，交流电源回路对地绝缘>100M?，还应对控制母线、动力母线、交流电源回路与地之间，施加交流电压2000V/1min进行绝缘强度检测，检测结果应无击穿闪络现象。稳压稳流精度试验为主充电机电压输出设定固定值，负载电流为100%时调节电网电压，主充电机电压输出变化率应<0.5%。主充电机电压输出设定固定值，交流输入电压为380V时调节负载电流，主充电机电压输出变化率应<0.5%。主充电机电流输出设定固定值，直流输出电压为110V时（控母电压110V）调节电网电压，主充电机电流输出变化率应<1%。主充电机电流输出设定固定值，交流输入电压为380V时改变负载电阻对应电压值，主充电机电流输出变化率应<1%。电流电压输出误差检查主要内容为充电电流小于30A时，其整定误差不超过+0.3A，充电电流≥30A时，整定误差不超过+1%，充电电压的整定值误差不超过+0.5%（直流系统标称电压为110V以上），或误差不超过+1%（直流系统标称电压为110V以下）。电气间隙及爬电距离检查主要包括主回路电气间隙应≧20mm，爬电距离≧25mm。装置内不同极性的裸露带电体之间及它们与外壳间电气间隙、爬电距离符合下表。除以上检查内容外，蓄电池也是直流系统中必不可少的部分，直流系统的心脏是蓄电池，对蓄电池进行科学的维护是直流系统的核心工作，应检查蓄电池外观清洁，无裂痕，无变形，商标印字清晰，电池容量检查主要为电池的充放电试验，经0.1CA放电10h，每两个小时记录一次电池电压，若所有蓄电池的记录电压应均大于1.85V。

4监造过程中频发问题

直流屏监造过程中应注意柜体容易出现的共性问题，如相序颜色及标识、配线余量（检修线）、配线是否规整、技术协议要求的所有元器件采购厂家及型号、柜体防护等级、编码、柜体牢固性、油漆颜色等、铭牌格式（重点注意铭牌中的编码，通常使用KKS编码，如菲律宾项目则使用SPIN码），对继电器、断路器等此类开关电气元件检查时应注意重点检查继电器内部触点是否已锈蚀，特别是三相开关元器件因为屏体的试验多为模拟试验，最好在试验过程中用万用表对其输出进行测量，以免出现输出端不平衡的现象，检查对直流屏体配线检查时注意是否所有的配线都压接了接线端子，如在老挝HONGSA项目中屏体中断路器配线使用硬芯线，没用压接接线端子，接口铜线裸露，厂家全部压接接线端子后符合要求。

结束语

直流电源系统是保障发电、输电和配电安全运行的关键环节。直流电源系统是保障电力系统正常运行不可缺失的重要辅助系统，不仅需要在正常情况下为辅助设备提供电能，更在电网故障等异常情况下为重要辅助设备提供连续可靠的电能，以确保事故状态下人身和设备的安全，并保障故障的快速恢复。

参考文献：

［1］白忠敏，刘百震，於崇干．电力工程直流系统设计手册［M］．北京：中国电力出版社，2009．

［2］刘振亚，特高压交直流电网［M］．北京：中国电力出版社，2013．

［3］电力工程直流电源系统设计技术规程：DL/T5044－2014［S］，2014．