​变电站直流系统被称为变电站的动脉，为变电站的开关电源、继电保护装置及自动化设备等提供电源，特别是在电力系统出现故障时，为变电站的安全运行提供可靠的电力保证。 直流系统主回路包括交流配电单元、充电装置、蓄电池组、降压单元、监控单元、控制单元、直流馈电单元等部分。

 

 

1

 

交流配电单元

 

• 基本原理：

交流配电单元一般有两路交流输入，正常工作时交流输入切换开关置于“自动”位置，一路工作，一路备用。

• 互切实验测试：

1）检查两路交流进线，电源断路器都处于合位，且进线电源电压正常； 检查工作路交流进线电源接触器KM1处于吸合状态，备用路交流进线电源接触器KM2处于释放状态；

2）手动断开工作路交流电源断路器，观察备用路进线电源能否自动吸合使得高频充电模块不掉电正常工作； 若备用交流电源接触器能正常吸合，手动合上工作路进线电源断路器，观察备用路电源接触器能否自动切换到工作路电源接触器。

 

2

 

充电装置

 

• 测试项目：

稳压精度、稳流精度、纹波系数、充电机效率以及电压、电流整定误差、均流等。

• 测试方法：

通过调压装置（如三相调压器）将充电机交流输入电压在额定电压±15％内变化，通过负载调整装置（如放电仪），使充电机的直流输出电压及输出电流在规定范围内变化（电压调整范围为额定值的90～120%，电流调整范围为额定值的0～100%），测量电压、电流及纹波值，计算得到充电机的稳压精度、稳流精度及纹波系数、纹波波形显示等结果。

参考FDT-220/110 直流系统综合测试仪测试接线图

△ 充电机测试接线图

• 均流功能

定义： 当充电模块工作电流大于其额定电流50%，不同模块间输出电流最大不平衡度不超过5%。

测试方法： 在蓄电池核对性放电试验中，放电完成后，若是利用直流屏自带的高频充电模块对蓄电池进行充电，则可检查在均流充电阶段，不同充电模块之间的充电电流不平衡度，检查充电模块的均流功能。

 

3

 

蓄电池

 

• 测试项目：

蓄电池组的核容、内阻、单体活化、充电测试以及单体2V蓄电池大电流充放电循环寿命试验。

蓄电池组核容分为半核对性放电和全核对性放电。 全核对性放电根据DLT724-2000标准，一般取值0.1C10，即10小时放电率。

• 全核对性放电：

对于110kV及以下电压等级的变电站，只有一组蓄电池，但是可以将蓄电池退出运行的，需进行全核对性放电；

对于220kV及以上的变电站，有两组蓄电池，需进行全核对性放电。

放电时间及放电容量： 根据DLT724-2000标准，一般取值0.1C10，即10小时放电率，可放电蓄电池组100%的实际容量。

放电单体下限：

 

    △ 全核对性放电单体电压下限参考表 

组端电压下限（2V蓄电池）： 1.8V×N

• 半核对性放电：

发电厂直流系统只有一组蓄电池时进行半核对性放电。

110kV及以下电压等级的变电站，只有一组蓄电池，不能退出运行也不能做全核对性放电时，需进行半核对性放电。

放电时间及放电容量： 一般放电时间5小时，可放电蓄电池组50%的实际容量。

放电单体下限： 防酸蓄电池1.9V、镍镉蓄电池1.17V、阀控蓄电池2V。

组端电压下限（2V蓄电池）： 2V×N

参考FDT-220/110 直流系统综合测试仪测试接线图   

 

△ 充电机测试接线图

  △  单节电池采集模块接线图

• 蓄电池内阻测试

使用FR-3 蓄电池内阻测试仪，可快速测试蓄电池内阻、电压和容量。

• 充电监测

测试方法： 在蓄电池组放电结束后，需马上对电池组充电，充电监测试验可监视整个充电过程中的电池组电压、电流的变化，并绘制对应的组端V-t曲线、I-t曲线，配合无线电压采集系统，还可实时监测保存每一节电池的充电电压，并绘制单体V-t曲线、棒图。 监测过程中用户可随时比较各单体充电曲线的差异以及实时电压值的差异，进而判断各单体之间充电的均衡程度。

参考FDT-220/110  直流系统综合测试仪测试接线图 （不需要接入负载）

• 蓄电池单体活化：

使用HD-2612 蓄电池单体活化仪，通过大电流循环充放电对有限劣化的蓄电池进行活化。

参考FDT-220/110  直流系统综合测试仪测试接线图

• 2V蓄电池大电流充放电循环寿命试验：

使用HD-5002 蓄电池单体充放电性能检测仪，考虑到此试验为破坏性试验，只需要在抽检和交接试验中进行测试。

参考FDT-220/110 直流系统综合测试仪测试接线图

 

4

 

降压单元

 

• 基本原理：

充电模块在蓄电池浮充时，输出一般为240VDC，在均充时一般为250VDC送至合闸母线，蓄电池则经蓄电池总保险送至合闸母线，正常是调压硅链的控制开关至于“自动”位置，经硅链自动降压之后输出稳定的220VDC，送至控制母线。 以上两部分共同组成直流的输出系统。

• 测试方法：

CK转换开关在自动档位：

    通过调节直流监控器中的蓄电池浮充电压来改变充电机的输出电压，合闸母线电压在220V~250V范围内变化，控制母线电压能够维持在220V左右不变。

△ CK自动档数据记录

CK转换开关在手动档位：

△ CK手动档数据记录

 

5

 

监控单元

 

• 绝缘监测告警及选线功能测试

基本原理： 直流母线或支路出现接地时，接地极母线或支路对地电阻、对地电压绝对值会对应减小。 绝缘监控装置上显示接地极母线的电压、电阻。 达到接地电阻告警值时，监控装置会发出绝缘故障告警，并显示对应的故障支路。

• 测试方法：

1）纯电阻模拟接地： 利用可调电阻进行模拟接地（阻值10K或者20K），将可调电阻一端接地，另一端挂接在馈线屏其中一备用支路上，合上备用支路开关，观察绝缘监控装置上显示的接地情况，验证绝缘监控装置能否正确显示接地阻值以及显示对应的支路。

2）使用HBD-81 直流接地探测仪进行测试

• 蓄电池开路监测及失压补偿

MDC-130A 蓄电池组开路监测及失压补偿装置为变电站蓄电池组提供一套带有在线即时性开路监测和失压补偿完备性解决方案。 通过实时监测两半段蓄电池组电压和电流的方法进行实时开路监测，实时数据分析，结合历史数据分析、趋势化分析以及验证性分析，准确快速确定开路。 采用专业的失压补偿装置，可以在半段电池开路，另半段电池完好的情况下仍能短时确保直流母线不失压。

△ 开路监测装置原理图

△ 失压补偿装置原理图