趙青

摘 ? 要：直流系統(tǒng)在變電站中為控制、信號、保護、自動裝置、UPS（交流不間斷電源）、斷路器、隔刀及事故照明等提供操作控制回路線圈動作電源。如果電力系統(tǒng)直流電流消失，最直接影響是變電站內(nèi)繼電保護系統(tǒng)將失去系統(tǒng)保護機會。各種由直流電源提供操作控制回路的斷路器無法自動跳閘，給變電站帶來巨大的危害，直流系統(tǒng)如同變電站的中樞神經(jīng)，它運行可靠與否，對變電站的安全運行起著至關(guān)重要的作用。本文就變電站內(nèi)常見直流接地問題及查找故障方法作全面概述，對實踐工作有一定指導意義。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng) ?接地 ?拉合法

中圖分類號：TM862 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）09（b）-0054-02

1 ?直流系統(tǒng)介紹

變電站直流系統(tǒng)主要由三部分組成：充電裝置、蓄電池、直流負荷。直流屏是一種全新的數(shù)字化控制、保護、管理、測量的新型直流系統(tǒng)，直流屏內(nèi)含交流配電模塊、充電模塊、絕緣監(jiān)察、電池巡檢、調(diào)壓、微機中央信號等功能。主機配置液晶觸摸屏，各種運行狀態(tài)和參數(shù)均以數(shù)字和漢字顯示，方便簡潔。主要相關(guān)模塊有以下幾個單元：交流配電單元、充電模塊、絕緣監(jiān)察、電池巡檢、調(diào)壓模塊、微機監(jiān)控等等。

（1）交流配電單元，它主要有兩個作用，其一是引入交流電源并實現(xiàn)充電;其二是實現(xiàn)互相切換交直流電源。

（2）充電模塊，將三相交流電380V轉(zhuǎn)變?yōu)?20V直流電壓，一方面對蓄電池進行充電和提供合閘輸出，另一方面經(jīng)過直流饋電屏為各直流負荷供電。

（3）絕緣監(jiān)察核心目標是對絕緣數(shù)值大小進行監(jiān)測，當發(fā)現(xiàn)直流屏各直流母線、各直流支路的對地絕緣數(shù)值在規(guī)定的整定數(shù)值條件下，就發(fā)生告警顯示，通知運行值班人員;另一方面在直流電壓過、欠或直流系統(tǒng)絕緣強度降低等情況也會發(fā)出報警信號。

（4）調(diào)壓模塊的作用是控制輸出電壓，使其始終保持在220V左右，保持電力系統(tǒng)各直流電源的電壓穩(wěn)定平衡。

（5）微機監(jiān)控負責對直流系統(tǒng)所有的環(huán)節(jié)進行監(jiān)測與告警，同時可以實時的記錄運行的參數(shù)，當存在相關(guān)故障問題時，以第一時間通知運行人員根據(jù)參數(shù)的信息對系統(tǒng)的運行情況做出判斷與處理。

2 ?蓄電池

2.1 概述

蓄電池是變電站的動力來源，大多數(shù)蓄電池是固定式閥控密封式鉛酸蓄電池，它的性能比較優(yōu)越可靠。閥控蓄電池在正常浮充電狀態(tài)下，處于密封狀態(tài)，裝設(shè)有能夠自動開啟和關(guān)閉的安全閥。當內(nèi)部壓力超過規(guī)定的開閥值時，安全閥自動開啟。壓力低于關(guān)閥值時閥門會自動關(guān)閉。安全閥上有濾酸裝置，不會排除酸霧等有害裝置，也不會發(fā)生電解液泄露，可防火花引起電池爆炸。

2.2 蓄電池的運行維護和故障處理

蓄電池正常以浮充方式運行，浮充電壓控制在2.23～2.28NV，均沖電壓控制在2.30～2.35NV。具體視產(chǎn)品要求來設(shè)定。運行中主要監(jiān)視單體電池電壓值、浮充電流、蓄電池組的端電壓，蓄電池組及直流母線對地電阻值，絕緣狀態(tài)等。巡視中還應(yīng)檢查電池連接片有無松動和腐蝕現(xiàn)象，殼體有無滲漏和鼓肚變形，極柱與安全閥周圍有無酸霧溢出，絕緣電阻是否下降，蓄電池室散熱通風是否良好，溫度是否過高等。當某一個蓄電池故障時，可將該蓄電池短接，將其退出運行送修，單個蓄電池退出不會影響整體電氣性能。

3 ?直流系統(tǒng)的主要接線方式

3.1 一組充電機與一組蓄電池單母線接線方式

110kV變電站一般是以上接線方式，一組充電機，一組蓄電池，直流母系是否分段應(yīng)視實際情況而定。像叢臺站就是直流單母線接線。

3.2 兩組蓄電池單母線分段接線

目前欣甸運維班所管220kV變電站，欣甸，翟固，崔曲站內(nèi)直流接線都是以上形式。這種接線方式較為靈活，當一組蓄電池或充電機故障時，合上聯(lián)絡(luò)開關(guān)，可由另一組充電機和蓄電池來帶所有的負荷。

3.3 直流系統(tǒng)運行方式

220kV變電站有兩路直流充電極屏，兩路直流饋電屏一般還會有220kV分電屏和110kV分電屏。正常由1號充電機供直流一段母線負荷，浮充一號蓄電池組;2號充電機供直流二段母線負荷浮充二號蓄電池組。正常運行時聯(lián)絡(luò)屏充電機Ⅰ輸出開關(guān)、Ⅰ段母線接入開關(guān)，電池組Ⅰ接入開關(guān)在合位;充電機Ⅱ輸出開關(guān)、Ⅱ段母線接入開關(guān)、電池組Ⅱ接入開關(guān)在合位。Ⅰ、Ⅱ母聯(lián)開關(guān)斷開。直流負荷開關(guān)一般禁止并列合環(huán)運行。

110kV直流系統(tǒng)有一臺充電機，交流進線均為雙路供電，分別接自兩個站用變的低壓側(cè)，一路運行，一路備用。正常情況下，1號充電機向蓄電池供電并帶直流母線負荷。充電機配有一套自投裝置，一路電源故障時自動切換到另一路電源。

4 ?直流故障及異常處理

由于現(xiàn)在設(shè)備工藝越來越成熟，設(shè)備可靠性和自動化程度都明顯提高，再加上運行人員的巡視和維護，設(shè)備故障情況大大減少。就直流系統(tǒng)來說目前最常見的故障是直流接地。雖然直流接地可以繼續(xù)運行一小段時間，但是應(yīng)該及時處理，否則再出現(xiàn)另一點接地時，直流正負極就會造成兩極間短路，直接作用后果是導致繼電保護、信號、自動裝置誤動或拒動;其它相關(guān)信號燈需要直流電源的地方失去電源。因此必須加強在線監(jiān)測，一旦出現(xiàn)了相關(guān)故障應(yīng)該及時處理。

第一，目前實踐經(jīng)驗中大部分的接地是因為雨水、雪水、灰塵、雜質(zhì)入侵箱柜內(nèi)，造成直流系統(tǒng)其中一極絕緣電阻下降或者是直接接地或者是單極發(fā)生放電打火擊穿。

第二，日常檢修中發(fā)現(xiàn)，有些操作回路或者控制回路動作過程中，會帶著直接正負極線路一起發(fā)生位移動作，時間過久后，直流回路導線與開關(guān)金屬部分相接觸部分反復摩擦而裸露、破損，進一步造成接地。

第三，設(shè)備運行時間過久，絕緣老化、破損，也是出現(xiàn)直接系統(tǒng)接地的一常見現(xiàn)象。

第四，直流系統(tǒng)接線在施工過程中，由于工人人員的大意，責任心不強，接頭包扎地方隨意性，這也是造成直流接地的一重要原因。

5 ?查找原則和方法

（1）依據(jù)多年的檢修實踐經(jīng)驗，大多數(shù)都是按照先室外后室內(nèi)、先合閘回路后控制回路、由總電源到支路電源;另外一方面一般采用拉路法來實現(xiàn)查找范圍的縮小。具體檢查順序：先找事故照明，信號回路，控制回路，后找其它回路。先找開關(guān)合閘回路，刀閘操作回路，后找保護回路。先找10kV后找110kV、220kV回路。先找簡單保護回路，后找復雜保護回路。

應(yīng)注意：拉合法一般不超過3s，拉開后馬上判斷故障消失與否，不論回路接地與否均應(yīng)合上;在檢修人員未到之前禁止進行接地檢除。

（2）處理方法。

①首先，了解該站內(nèi)直流系統(tǒng)主要接線圖，特別是各分支回路必須要弄清楚，通過直流絕緣監(jiān)測判斷接地性質(zhì)，是正極還是負極接地、接地程度，并匯報相應(yīng)調(diào)度。

②然后，按照直流故障查找原則先從事故照明直流電源、電壓并列裝置、故障錄波器電源開始檢除，之后從低電壓等級開始瞬時切除所有合閘電源開關(guān)。

③若接地信號消失，說明接地點在此條回路上，應(yīng)對對此條回路進行逐條查找，同理用同樣的方法去檢查直流屏、蓄電池柜等回路。

（3）直流母線過、欠壓及處理措施。

直流母線電壓過高時，對長期帶電的繼電器、指示燈等易因過熱燒壞;而直流電壓過低可能造成開關(guān)保護的動作不可靠。若出現(xiàn)直流母線過低時應(yīng)檢查充電模塊是否損壞，浮充電流是否太小，檢查直流負荷是否突然增大等，并對浮充電裝置進行調(diào)整，適當增加輸出電流;當出現(xiàn)母線電壓過高時，應(yīng)降低浮充電電流使母線電壓恢復正常。

參考文獻

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