分析直流電源的故障及其對策

金紅波

(安陽中聯水泥有限公司，河南 安陽 455133)

一 引言

直流電源，即DC power，它是一種能量轉換裝置，通過把其他形式的能量轉換為可以給電路供電的電能，并且該電流是穩定流動的。直流電源是電力系統當中十分重要的組成部分，并且，系統能否正常、穩定、安全的運行，都與直流電源有關。直流電源廣泛的應用于各行各業，比如大型的發電廠、變電站、水電廠等等，除此之外，還有在一些二次回路的儀表當中、某些裝置當中的用電裝置都是需要直流電源來作為供電電源。但是，眾多的運用或多或少的都會出現問題，而檢修人員對此問題又沒有十分重視，這樣，直流電源在日常的維護和管理當中就會出現故障，甚至給日常的生產生活都帶來了巨大影響。因此，如何處理直流電源當中出現的故障以及如何去維護直流電源，提高其使用壽命，就顯得格外重要。

二 直流電源發展現狀

20世紀50年代末開始，我國就開始自主生產直流電源產品，但是，直流高頻開關的研究直到20世紀70年代才進行，到了80年代，才跟上世界的發展進度，與世界的發展水平保持同步狀態，到了90年代后期時，我國的產品已經在國際當中享有很高的聲譽，不次于其他國家的產品，其應用的領域也從原先的變電站、水電站、發電廠中擴充到了通信領域、家用電器、軍工項目等當中，一些院校也開始了這方面的研究，并且培養出了大量的技術人才。

雖然我國的技術水平與世界上其他國家不相上下，但是我國的產品質量，卻與國際上的存在很大差距，尤其是大功率的直流電源，仍然采用可控硅作為相控電源，而大專院校雖然已經開始這方面的研究，并且也取得了很不錯的結果，但是其研究成果并沒有轉化成批量生產。目前，在國內市場當中，政府已經做出了一些調控措施，通過引進、改進、吸收等方式來促進直流電源的發展，大力開發具有知識產權的直流電源技術和產品。

三 直流電源系統原理與作用

1.直流電源系統工作原理

在直流電源系統當中，主要包含以下幾個部分:充電模塊、控制單元、蓄電池、降壓單元、直流饋電單元以及絕緣監測等。它主要是將兩路的交流電源，通過進行切換操作后，將其變為一路交流電源，然后在給各個充電模塊進行供電。而這里的充電模塊的主要是將交流電變為直流電，然后給蓄電池進行充電和給負責供電，在供電的過程當中，就需要用到降壓單元，在整個過程當中，還有監控單元監督整個過程，利用通訊線將不同地方的信息采集后傳輸給一個固定的監控單元中進行處理，如絕緣監測，電池巡檢等單元。

2.直流電源系統的作用

由于直流電源系統具有如下幾個特點:①.直流電源的輸出電壓比較穩定;②.具有三個電源供電——蓄電池以及單個直流屏中含有二路交流輸入(可以進行自動切換);③.系統出現故障而產生短路時，如果使用交流電，那么其電壓必然會降低，這樣就導致了二次控制電壓也隨著減小，如果這個電壓十分低，那么就有可能出現斷路器斷不開的現象。因此，在信號設備中、自動裝置、事故照明以及應急電源等地方，都普遍采用直流系統，并且，直流系統是一個獨立的電源，它的工作方式不會受到發電機、系統運行情況等方面的影響，并且，當外部交流電出現中斷時，蓄電池可以作為后備電源來為設備提供直流電源。比如在變電站中，直流系統的用電負荷是十分重要的，因此，對供電設備的要求也是比較苛刻，只有保證直流系統的穩定、可靠性才能保證變電站的正常運行。

四 直流電源系統常見故障

直流電源系統運行的如何會直接影響到設備能否穩定、正常、安全的工作。比如在變電站當中，直流電源系統是一個變電站的核心系統，因此，它的用電是十分關鍵的，在變電站中，自動裝置、開關合閘回路以及繼電保護都是以直流電作為供電電源的，因此，如果直流電源出現了問題，那么這些保護或者開關就會失去他們的功能，無法保護變電站，進而造成重大事故，甚至是威脅到整個電網的安全運行。而如果控制或者是檢測系統出現直流電源失壓時，那么維護人員就無法及時了解到整個變電站的工作情況以及設備的運行狀態，當有意外發生時，也就不能及時的做出相應的措施來確保整個變電站的安全，因此，一旦發現直流電源系統出現失壓問題時，必須馬上采取相應措施來發現并解決故障，在最短的時間內恢復系統的直流電壓，保證變電站的正常工作。

除了失壓問題，還有接地問題，由于發電廠、變電站當中的設備比較繁多，線路復雜，潮氣、灰塵等因素造成線路老化，腐蝕等，這樣問題都會導致絕緣部分出現老化現象，進而使得直流電源系統出現接地問題，一旦發生接地故障，那么就極有可能出現斷路器跳閘問題，但是如果出現多處接地問題時，就會形成一個通路，此時就有可能導致繼電器短接，斷路器不會跳開，出現拒動現象，這就是平常所說的越級事故。

此外，還有直流系統混接問題，這當中包含兩種類型:①.直流回路并列點，即在進行不斷擴建或者是設備升級的過程當中，由于施工問題，而產生了直流回路的并列點問題，因此，只要有一段直流系統出現接點問題，那么與其并列的另一端線路也就出現接地現象，這是不利于查找接地故障的，而且，這兩段線路也就相當于是一個沒有分段的母線，同極兩點出現接地的概率大大提升;②.交直流混接，當出現這類情況時，很容易讓一些設備出現錯誤動作，而且，交流電會串進直流回路當中，由于會產生瞬時擾動，進而影響到設備或是裝置，更嚴重的還會燒毀裝置。

五 直流電源系統故障處理與維護

直流電源系統當中，其蓄電池是鉛酸電池，雖然說是免維護，但是這里所謂的“免維護”只是說不用去加酸和水，而不是真正意義上的免維護，從上面的這些問題中可以發現，直流電源系統為設備的正常運作提供了必要條件，但是如果對直流電源系統運用的不是很合理或者是保養的不到位，就很有可能出現設備故障或是出現安全問題。因此，針對蓄電池而言，需要做到定期檢查各組蓄電池浮充電流值以及端電壓、環境濕度、外觀等方面。

除了蓄電池需要定期維護外，還要對一些故障要有應急預案。比如出現交流過欠壓問題時，首先就是要看其交流輸入是否正常、空氣開關或者是交流接觸器工作是否正常以及交流采樣板上的采樣變壓器與其他相關器件是否出現損壞問題等。針對欠壓問題，一般采取的保護措施是利用電源監視IC電路來完成的，如果發現其電壓值低于了限定值，那么電路就報警，并復位，防止一些不正確的操作而帶來嚴重事故;針對過壓問題，一般發生過壓事故的概率比較小，但是一旦發生過壓，其帶來的后果將是十分嚴重的，因此，在電路中加入瞬時電壓抑制器，這樣不但可以吸收掉因自然原因，如雷電等因素帶來的電壓尖峰脈沖，而且對整個電路系統以及電源出現電壓故障等問題起到了一定的保護作用。

再者，就是接地故障，由于造成接地的原因比較多，無法直接斷定接地是怎么造成的，發生在哪，因此就需要根據現場的實際情況來進行搜索、查找，逐步縮小查找范圍，最終決定故障點。在對故障進行排查時，要注意設備的運行情況，時刻關注相關裝置當中的報警信號，一旦出現報警，應立即采取應急措施，此外，還可以通過瞬時停電的方法來尋找接地的地方。在尋找接地地點時，一般遵循以下幾個原則:①.防止事故擴大，出現故障后，就立即停止相關作業，防止出現第二處接地事故;②.查找范圍不斷減小，在對回路進行查找時，要充分考慮室內室外因素，在對線路檢查時，首先要檢查對安全影響不大的地方，然后再逐漸擴大到危險的地方。

對于直流系統混接問題，在進行廠區擴建、改建時，一定要嚴格根據圖紙進行施工，防止因為設計失誤或者是由于施工人員的疏忽而出現兩段直流線路混接或者是交直流線路混接;而且，施工質量的好壞也是造成該現象的主要原因，不合格的工藝、質量造成直流回路出現裸線，進而產生混接問題。因此，針對這方面，應該采取一些必要的措施來避免該問題的發生。比如嚴把質量關，加強運行維護管理，選用有較高水平的施工單位進行施工等。

除了上述幾點外，還應該注意及時更換元器件和線纜，對于出現老化的線路，要及時進行更換;而對于一些室外設備，也應該注意它們的防潮問題;定期巡查排水設施，房主出現浸泡、排水不暢等問題。

六 結論

如今，隨著科技的進步，電子技術以及自動化控制的不斷發展，帶動了直流電源系統技術的更新，促使電能的轉換效率不斷提升。而直流電源系統技術的革新，也帶來了諸多安全問題，因此，一定要加強直流電源系統的故障防范，保證系統安全、穩定的運行，此外，工作人員也要嚴于巡檢，對于出現的故障要準確、快速的做出判斷，并及時做出補救措施，如果自己無法獨立完成時，一定要立即匯報，不能盲目處理。

[1]張曉毅，王志強.變電站直流接地故障的分析與查找[J].中國電力教育，2008，(S1).

[2]林俊杰，靳瑜紅.變電站直流供電分析及接地查找方法[J].中州煤炭，2008，(02).

[3]沈從樹.淺談變電站直流接地故障點的查找[J].河南電力，2008，(01).

[4]寧煥生、徐群玉，全球物聯網發展及中國物聯網建設若干思考[J].電子學報，2010年11期.

[5]蘇君華，信息化與工業化融合的科學發展之路[J].現代情報，2010年04期.