李自偉

摘??要：在電力系統(tǒng)特別是廠站設備中，直流系統(tǒng)在運行中產生如果發(fā)生故障，相關的繼電保護、自動化系統(tǒng)等二次設備就會功能失效，無法有效地監(jiān)控變電站設備，更不能及時對系統(tǒng)故障進行反應，必然會導致嚴重的后果。要保證直流系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中處于正常的運行狀態(tài)，就要重視直流系統(tǒng)的設計工作，對運行中的故障進行分析并采取必要的措施解決。

關鍵詞：變電站;直流系統(tǒng);設計;故障

引言：

在輸變電系統(tǒng)中，變電站作為電能匯集和分配的節(jié)點，其重要性是不言而喻的，變電站是否穩(wěn)定運行，對輸變電系統(tǒng)是否安全穩(wěn)定運行具有直接的影響。直流系統(tǒng)作為站用電源系統(tǒng)最重要的組成部分，科學、合理地對系統(tǒng)整體結構進行設計，在滿足安全、可靠的前提下兼顧多種不同運行方式，同時需要對其在運行中所產生的故障問題快速做出診斷并具有針對性地排除，這是整個電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運行的一個基礎性條件。

一、變電站直流系統(tǒng)的設計

（一）變電站直流系統(tǒng)的組成

變電站直流系統(tǒng)的配置以及接線都要與變電站的規(guī)模相對應，根據(jù)電力系統(tǒng)的容量將接線方式確定下來。電力系統(tǒng)的直流系統(tǒng)組成，主要包括交流輸入裝置、蓄電池、蓄電池巡檢裝置以及絕緣監(jiān)控裝置、充電裝置、母線調壓裝置以及直流饋線屏等。

• 變電站直流系統(tǒng)的設計

（1）交流輸入裝置。一套直流系統(tǒng)通常所采用的交流輸入電源為兩個，分為主供電源和備用電源，正常運行時主供電源供電，當主供電源發(fā)生故障失電時，由備用電源供電，主供電源故障恢復后可以自動恢復為主供電源供電，保證直流系統(tǒng)的交流輸入部分具有高可靠性主供電源和備用電源之間的切換由專用控制電路自動完成。

（2）蓄電池組。蓄電池組由若干個電池串聯(lián)而成，作用是儲存電能，在直流系統(tǒng)兩路交流電源均失電的情況下，依靠蓄電池組儲存的電能，依舊能夠向負載輸出直流。日常的運行工作中，需要對單個電池的電壓引起關注，特別是單個電池的電壓值偏離整組內其它電池的電壓時，可能會引發(fā)整組電池輸出電壓故障。

（3）充電裝置。充電裝置的核心是整流模塊，其作用是將交流電進行整流濾波之后形成直流電，正常運行時向負載提供直流電，并對蓄電池組進行補充充電。（4）母線調壓裝置。直流系統(tǒng)中的直流母線為兩種，第一種為控制母線，第二種為合閘母線。其中控制母線主要為保護裝置、自動化裝置等提供工作電源，還為信號回路、輔助回路等電路提供工作電源;合閘母線主要是向斷路器操作機構等提供動力負荷。

（5）監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)包括三個組成部分：第一個為充電機監(jiān)控模塊;第二個為蓄電池監(jiān)控模;第三個為絕緣監(jiān)測裝置。充電機監(jiān)控模塊主要作用是監(jiān)控單臺充電機的工作狀態(tài)，確保每臺充電機工作正常;蓄電池監(jiān)控模主要監(jiān)視蓄電池組整組電壓、電流及單個電池電壓、內阻和絕緣情況，并具有顯示、存儲、報警等功能，能夠獨立運行;絕緣監(jiān)測裝置監(jiān)測直流電源系統(tǒng)直流母線對地絕緣狀況。

（6）直流饋線屏。直流饋線屏是各路直流負載輸出的裝置，直流負載一般從饋線屏內的直流母線上，經空氣開關送出到各個負載處。

二、變電站直流系統(tǒng)故障分析

（一）元件故障

直流系統(tǒng)運行過程中，主要元器件一般都布置于室內環(huán)境，而且相關規(guī)范對設備的運行溫濕度、灰塵、機械防護等環(huán)境條件都有明確要求，所有元器件發(fā)生故障一般都是自身原因引起。比較多發(fā)生的是運行年限較久之后設備老化、性能衰退帶來的故障問題，需要引起關注，比如充電機由于自身發(fā)熱的原因長期運行于高溫狀態(tài)，如果散熱問題沒有妥當處置，會造成設備急劇老化，功能失效。

（二）二次回路故障

直流系統(tǒng)二次接線通常會受到外部環(huán)境的影響，人的操作以及設備等是重要的因素。如果氣候環(huán)境惡劣，復雜的線路很有可能產生漏電的問題。不規(guī)范的人工操作也會影響直流系統(tǒng)的正常工作，一些線路沒有準確布線，沒有按照相關的規(guī)定安裝直流系統(tǒng)的運行就會受到影響[2]。設備運行中出現(xiàn)的問題會導致直流系統(tǒng)效率效率降低，運行風險也會增加。

（三）接地故障

直流電源運行的主要的內容是直流系統(tǒng)絕緣監(jiān)測和直流接地處理工作。直流系統(tǒng)的電纜線路分布比較廣，當處于運行狀態(tài)的時候，會受到環(huán)境因素和人為因素的影響。如果出現(xiàn)絕緣故障，就會出現(xiàn)直接接地，后果是很嚴重的。所以，變電站通常都會安裝直流絕緣監(jiān)測裝置，當直流接地時能發(fā)出報警，接地故障處理更加及時。

直流電路發(fā)生單點接地的過程中，線路不能再形成完整的電路，就會導致接地故障發(fā)生，但是不會影響到繼電保護裝置的功能。監(jiān)控系統(tǒng)會發(fā)出警告。如果此時系統(tǒng)二次接地，會出現(xiàn)電路兩點接地的問題，出現(xiàn)短路，此時電源開關會斷開。當開關不再有操作電源的時候，自動保護裝置的二次控制回路就不能被正常電源功能。此時，需要立即采取措施將故障所在位置以及原因查明[3]。

三、變電站直流系統(tǒng)故障防范措施

（一）運行維護管理工作要進一步加強

在日常工作中，應加強設備的運行維護工作，對于設備容易發(fā)生故障的環(huán)節(jié)，應制定預防性措施，從源頭上上進行防范，避免直流故障發(fā)生。室外設備要做好防潮工作，保證密封性良好，定期除灰，防止積水進入到設備的內部，影響設備的使用功能[4]。要安裝自動防潮裝置，并確保防潮裝置功能運行正常，如果沒有自動防潮功能，就要定期檢查設備箱體，使得內部設備干燥清潔。

（二）設備配置要不斷完善

整個直流系統(tǒng)由各設備、部件組成，設備的質量直接關乎到直流系統(tǒng)是否處于安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)。在選擇設備的時候，要從實際情況出發(fā)結合系統(tǒng)的運行狀態(tài)，最大程度的提高設備的性能，設備的質量有所保證，使其功能優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，設備的成本也會得到有效控制。在設備的配置工作中，要嚴格按照直流系統(tǒng)的運行要求執(zhí)行，使其順暢運行，不會受到故障的干擾[5]。

結束語：

直流系統(tǒng)故障會直接影響到電力生產的安全與穩(wěn)定，采取有效的預防措施是非常必要的，這不僅涉及到技術操作和維護工作，還需要對系統(tǒng)的設計高度重視，對系統(tǒng)結構不斷優(yōu)化，避免系統(tǒng)運行中存在故障問題。在對直流系統(tǒng)的維護工作中，操作人員要嚴格按照規(guī)定執(zhí)行，采用正確的操作方式，避免意外接觸造成不良后果。當直流系統(tǒng)處于運行狀態(tài)的時候，既要保證直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，又要保證系統(tǒng)的各項功能充分發(fā)揮。

參考文獻：

[1]?龔成.?淺析一起變電站直流系統(tǒng)環(huán)網故障的查找和處理[J].?現(xiàn)代制造，?2018（03）：102-103.

[2]?陳捷快.?變電站直流系統(tǒng)的運行維護與接地處理[J].?科技展望，?2017，?27（06）：58-59.

[3]?張波，?張永.?500kV變電站直流系統(tǒng)絕緣異常分析及處理[J].?電工技術，?2017（01）：86-88.

[4]?劉振興.?無人值守變電站直流系統(tǒng)故障分析及解決措施[J].?科技創(chuàng)新與應用，?2017（09）：69-70.

[5]?陳弘.?變電站直流系統(tǒng)接地故障處理及預控淺析[J].?機電信息，?2018（21）：68-69.