宋蒙蒙

摘 要：直流系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，在變電站中，繼電保護(hù)裝置、各類自動(dòng)裝置、通信裝置的工作電源、各種信號(hào)及控制回路電源等都是由站內(nèi)直流系統(tǒng)提供的，如果變電站的直流系統(tǒng)癱瘓，繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、通信裝置等將失去其功能，站內(nèi)的設(shè)備也無法監(jiān)控，當(dāng)遇到系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置及斷路器無法動(dòng)作，就會(huì)擴(kuò)大事故范圍。因此，直流系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行起到了重要作用，可比喻為變電站的心臟。文章重點(diǎn)對(duì)變電站直流系統(tǒng)幾種故障進(jìn)行了分析，并且相應(yīng)的提出了一些防范措施。

關(guān)鍵詞：變電站；直流系統(tǒng)；故障；防范措施

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）32-0102-02

引言

變電站是輸電系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行的穩(wěn)定和安全性將直接影響輸電的效率。只有對(duì)直流系統(tǒng)的故障快速準(zhǔn)確地做出診斷并消除，才能確保電力系統(tǒng)安全的運(yùn)行，因此，做好變電站直流系統(tǒng)故障檢測(cè)和防范具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 變電站直流系統(tǒng)故障分析

1.1 直流系統(tǒng)組成元件故障

充電模塊是直流系統(tǒng)運(yùn)行中較為重要的部分，主要會(huì)發(fā)生通訊中斷、保護(hù)動(dòng)作、不均流和充電模塊故障等。一般充電模塊在正常的工作狀態(tài)下，都是均流的，但是，在發(fā)生故障時(shí)充電模塊就會(huì)出現(xiàn)不均流的工作狀態(tài)，從而使得直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

直流系統(tǒng)監(jiān)控器是充電機(jī)裝置發(fā)展到高頻開關(guān)電源階段后出現(xiàn)的一個(gè)新型裝置，主要以計(jì)算機(jī)為核心，加強(qiáng)了充電機(jī)的控制和保護(hù)功能，以及直流系統(tǒng)的管理和監(jiān)測(cè)功能，及時(shí)將直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至變電站的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中。如果監(jiān)控裝置出現(xiàn)問題，當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，就難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，問題的惡化可能會(huì)對(duì)直流系統(tǒng)造成更為嚴(yán)重的影響。監(jiān)控裝置的問題主要體現(xiàn)在設(shè)備故障和信息數(shù)據(jù)的傳輸方面，出現(xiàn)問題時(shí)需要進(jìn)行故障設(shè)備的更換。

變電站的直流系統(tǒng)采用不接地系統(tǒng)，當(dāng)其發(fā)生兩點(diǎn)接地時(shí)很可能會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)或是直流電源短路。因此，對(duì)直流系統(tǒng)絕緣的監(jiān)測(cè)和直流接地的處理是直流電源運(yùn)行的一項(xiàng)重要內(nèi)容。直流系統(tǒng)的電纜線路走線遍布變電站內(nèi)的各個(gè)地理位置，在運(yùn)行的過程中很容易受到環(huán)境和人為因數(shù)的影響，絕緣受損甚至發(fā)生直接接地的機(jī)會(huì)較多。所以，目前變電站中，一般都配備了直流絕緣監(jiān)測(cè)裝置，以保證發(fā)生直流接地時(shí)能夠發(fā)出報(bào)警，并及時(shí)處理接地故障，防止故障擴(kuò)大并引起后果。絕緣監(jiān)察裝置故障的出現(xiàn)與監(jiān)控裝置相類似，一般是設(shè)備故障，而處理起來也比較便利，找到問題所在設(shè)備并進(jìn)行更換，就能保證直流系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。

1.2 直流系統(tǒng)二次回路故障

近年來，我國對(duì)變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進(jìn)行了一定的更新，但在改造和擴(kuò)建的過程中容易出現(xiàn)變電站直流接地、裝置故障等問題，若對(duì)這些故障沒有進(jìn)行及時(shí)的排除，將進(jìn)一步引發(fā)線路過載，導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。二次線路之間也會(huì)由于交流回路走線，導(dǎo)致直流系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)載故障，從而影響保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。在直流系統(tǒng)二次回路中，線路之間也會(huì)由于絕緣層老化嚴(yán)重而出現(xiàn)問題，輕則出現(xiàn)漏電、絕緣降低等現(xiàn)象，重則會(huì)造成較為嚴(yán)重的火災(zāi)，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

直流系統(tǒng)二次接線，受外界環(huán)境、人為操作和設(shè)備等因素的影響比較大，對(duì)于直流系統(tǒng)的運(yùn)行有著很大的安全威脅。在較為惡劣的天氣環(huán)境下，復(fù)雜的線路會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的漏電現(xiàn)象。人為操作的不規(guī)范也會(huì)影響直流系統(tǒng)，一些線路接線的不準(zhǔn)確與安裝都是工作中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。設(shè)備對(duì)于直流系統(tǒng)的運(yùn)行有著直接的影響，設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)問題不僅會(huì)降低直流系統(tǒng)運(yùn)行的效率，還會(huì)帶來很大運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 直流系統(tǒng)的接地故障

變電站系統(tǒng)中的直流網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)和線路上都較為復(fù)雜，因此也是變電站系統(tǒng)中最容易出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)。直流系統(tǒng)中最常見的故障包括以下幾種類型：按照線路的接地點(diǎn)分，直流接地分為單點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地；按照線路的極性分為正、負(fù)接地，按接地性質(zhì)直流接地將分為直接接地和間接接地。在這些接地故障中，容易造成嚴(yán)重危害的接地類型為雙點(diǎn)接地，而最常見的接地類型是單點(diǎn)接地。

當(dāng)直流電路中發(fā)生單點(diǎn)接地時(shí)，線路無法再形成完整的回路，雖然對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備沒有直接的影響，但直流系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)還是會(huì)發(fā)出一定的警告。若此時(shí)，系統(tǒng)中又有一處發(fā)生接地故障，這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致電路中出現(xiàn)兩點(diǎn)接地的情況，這將導(dǎo)致電路短路，進(jìn)而引起熔斷器熔斷或重要電源開關(guān)斷開，如開關(guān)或刀閘失去操作電源，自動(dòng)化及保護(hù)裝置二次控制回路沒有電源，這時(shí)需要立即采取措施，快速查找故障，否則電網(wǎng)安全將受到威脅。

1.3.1 直流正極兩點(diǎn)接地

直流系統(tǒng)兩點(diǎn)接地將引起一系列的問題和故障，如信號(hào)裝置、繼電保護(hù)裝置、熔斷器的誤操作等。由于控制分合閘線圈、繼電器線圈的勵(lì)磁回路通常都與直流正極相連，若回路中發(fā)生直流接地，將導(dǎo)致一系列誤動(dòng)。一旦電路中發(fā)生直流正極接地現(xiàn)象，電流將經(jīng)過正極流向大地，從而導(dǎo)致斷路器的跳閘。

若在電路的兩側(cè)都發(fā)生直流接地現(xiàn)象，將會(huì)出現(xiàn)短路故障，進(jìn)而導(dǎo)致繼電器無法正常運(yùn)作，若情況較為嚴(yán)重，甚至還將出現(xiàn)誤動(dòng)作的現(xiàn)象。此外，兩點(diǎn)接地還會(huì)引起誤合開關(guān)、信號(hào)錯(cuò)誤等問題。

1.3.2 直流負(fù)極兩點(diǎn)接地

通常二次回路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，若發(fā)生兩點(diǎn)接地，還會(huì)導(dǎo)致一些繼電器發(fā)生短路的現(xiàn)象，并且無法通過跳閘的操作進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致發(fā)生越級(jí)跳閘，出現(xiàn)重大的故障。當(dāng)直流負(fù)極線圈出現(xiàn)兩點(diǎn)接地的情況時(shí)，線圈將由于短路而無法正常運(yùn)行。此外，直流回路短路問題將導(dǎo)致電源保護(hù)器被熔斷，從而造成線路失去保護(hù)，開關(guān)也有可能失效。

2 變電站直流系統(tǒng)故障的防范措施

2.1 嚴(yán)把施工工藝及驗(yàn)收關(guān)

為了避免變電站直流系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障，在變電站的施工、擴(kuò)建、改造過程中必須加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的管理，防止在建設(shè)過程中對(duì)線路、電纜等造成破壞和損傷。在放置電纜的過程中要避免直接將電纜放在地上，或?qū)﹄娎|進(jìn)行拖拽。在施工完成后，應(yīng)當(dāng)對(duì)電纜進(jìn)行全面的檢查，并對(duì)電纜芯做好保護(hù)工作。長期不使用的多余電纜要進(jìn)行接頭的包扎。所有步驟完成后，要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)的清理，防止在施工現(xiàn)場(chǎng)遺漏螺絲、墊圈等零部件。endprint

對(duì)于一些重要的設(shè)備和零部件必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)收，包括室外端子箱、機(jī)構(gòu)箱等，對(duì)一些特殊設(shè)備還要檢查其防潮除濕措施。對(duì)于一些已經(jīng)老化或損壞的設(shè)備則應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的替換和維修。對(duì)于進(jìn)行改造或擴(kuò)建的工程，要設(shè)置科學(xué)完善的驗(yàn)收計(jì)劃。

2.2 加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理

除了采取嚴(yán)格的把關(guān)管理外，還應(yīng)當(dāng)在日常工作過程中加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)。維護(hù)工作要有主次，針對(duì)容易出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)，應(yīng)制定預(yù)防性較強(qiáng)的改善措施，最好從源頭上杜絕直流故障的發(fā)生。一些設(shè)置在戶外的設(shè)備，要做好防潮工作，確保設(shè)備具有良好的密封性，防止灰塵、積水等進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。一些設(shè)備內(nèi)部有自動(dòng)防潮裝置，在放置設(shè)備后應(yīng)當(dāng)開啟自動(dòng)防潮功能。若無自動(dòng)防潮功能，則應(yīng)當(dāng)定期檢查設(shè)備，保持設(shè)備的干燥、清潔。

在日常檢查過程中，應(yīng)注意設(shè)備箱門是否關(guān)好。當(dāng)出現(xiàn)惡劣的天氣情況，如雨雪天氣時(shí)，應(yīng)當(dāng)增加巡視的次數(shù)，通過檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，防止出現(xiàn)嚴(yán)重故障。定期檢查電纜溝排水是否暢通，電纜溝積水情況。

2.3 提高變電站值班人員的業(yè)務(wù)水平

應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變電站異常故障的檢查，提升設(shè)備管理人員的監(jiān)測(cè)水平，尤其要重視對(duì)變電站輔助設(shè)備的周期性檢查，提高系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。

加強(qiáng)對(duì)設(shè)備管理人員的培訓(xùn)，提高其故障應(yīng)對(duì)能力，防止因設(shè)備故障導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰和停電，制定完善的停電預(yù)防方案，通過技術(shù)培訓(xùn)和事故演練等，加強(qiáng)檢修效率。定期開展直流系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)技能的培訓(xùn)、講座等。

2.4 完善變電站直流系統(tǒng)的設(shè)備配置

設(shè)備運(yùn)行的質(zhì)量對(duì)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性有著極大的影響。在設(shè)備選擇時(shí)，要對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行深入的探究，最大程度的提高設(shè)備的性價(jià)比，在保證設(shè)備質(zhì)量的同時(shí)，也降低設(shè)備的投資成本，為供電企業(yè)的發(fā)展提供更大的優(yōu)勢(shì)。在選擇好設(shè)備后，還需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)、合理的配置，根據(jù)直流系統(tǒng)運(yùn)行的要求，最大程度的滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需要，減少系統(tǒng)運(yùn)行過程中故障的產(chǎn)生。

3 結(jié)束語

直流系統(tǒng)是變電站中最為重要的組成之一，也是故障高發(fā)的環(huán)節(jié)。直流系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，其檢修難度較大，因此必須做好日常的預(yù)防工作。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取措施，若短時(shí)間內(nèi)無法判斷故障情況，則應(yīng)立即向上級(jí)部門匯報(bào)，請(qǐng)專業(yè)人員進(jìn)行處理。

直流系統(tǒng)故障會(huì)對(duì)電力生產(chǎn)造成很大的影響。其防范措施涉及到運(yùn)維工作的方方面面，運(yùn)行人員在實(shí)際操作、日常維護(hù)中，要嚴(yán)防直流接地的情況，正確使用萬用表測(cè)量出口壓板等，避免出現(xiàn)誤碰情況。在系統(tǒng)運(yùn)行中，不僅要保證直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，還需要對(duì)系統(tǒng)各方面的功能進(jìn)行合理的優(yōu)化，減少系統(tǒng)在運(yùn)行過程中問題的出現(xiàn)，促進(jìn)電力生產(chǎn)更好的發(fā)展。

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