變電站中直流系統存在的環網問題及解決方法

黃 勇（雅安蜀能水利水電工程有限責任公司，四川 雅安 625000）

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變電站中直流系統存在的環網問題及解決方法

黃 勇
（雅安蜀能水利水電工程有限責任公司，四川 雅安 625000）

摘 要：電能一直在國民的生產、生活中起到極其重要的保障作用，這對我國社會發展和經濟增長起到了推動作用。為滿足不斷增長的用電需求，電力系統建設得到了廣泛發展，然而，在電網實際運行中有很多系統故障問題時有發生，嚴重阻礙了整個電力系統的高效運轉。本文對變電站直流系統中的環網問題展開了探討，并提出了相應的解決方法。

關鍵詞：變電站；直流系統；環網問題；解決辦法

變電站的直流系統在整個供電線路中是獨立運行的，相當于變電站的“心臟”，保障了變電站信號、控制、自動裝置、繼電保護和事故照明等方面操作電源的供應，可見，直流系統的可靠與否直接影響著整個變電站乃至整個電力系統的運行。用電需求的日益增長給變電站直流系統帶來了更大壓力，更容易出現一些故障問題。

一、變電站直流系統環網問題危害

一旦直流系統環網出現故障就會引發一定的危害，例如，可能會產生火災、影響蓄電池實際使用時間以及造成保護誤動等情況。這一危害的影響要比接地故障嚴重很多，但是因為對這種危害的認知以及了解的欠缺，使得相關部門沒有給予直流系統環網故障足夠地重視，進而導致由環網故障導致的事故頻頻發生。

（一）火災

當兩套直流系統已經出現環網故障時，就會導致這兩套蓄電池出現并列運行，進而可能會產生巨大的電流，而當此電流流經直徑相對不大的供電電纜時，就會使電纜長時間處于過載狀態，出現發熱情況，甚至引發火災，致使直流系統被燒毀，后果將十分嚴重。

（二）降低蓄電池的使用時間

蓄電池會受到制造工藝的影響，使得一個生產批次的蓄電池，在容量、放電率等方面都所有不同，而不同生產廠家的蓄電池更是如此。在兩套蓄電池出現并行運行時，由于浮充電壓一致，就會使其中一組蓄電池出現欠充電現象，而另外一組則會過充電，這兩種情況都會導致蓄電池使用時間受到影響。

二、變電站直流系統中產生環網問題的原因

要解決直流系統環網故障問題，需要從其發生的原因入手。首先，在一些新建的工程中，負荷電源線會在同一時間中在兩套直流系統中出現，以此發生寄生回路問題。另外，在擴建以及技術改造工程中也會發生這種現象。其次，維護人員操作不當造成的故障，這主要是因為在運行維護人員進行電力負荷操作時，要將同一負荷中的兩段母線同時合上，然后再對另外一路開關進行斷開工作，進而實現一段母線轉移到另一端母線中的目標。但是存在的問題是運行維護人員經常在操作過程中并沒有斷開空氣開關的母線，以此發生兩套直流系統發生并列運行的狀況。再次，兩個系統電氣相連問題。在原始的直流系統工作狀態下，如果要再加入另外一套直流系統，那么分配給新建直流系統的電力負荷就會與原始的直流系統發生電氣連接的狀況，從而導致直流系統環網出現故障。最后，絕緣下降問題。在一根電纜中會有兩套直流系統，這兩套直流系統的供電可能發生回路，那么如果電纜之間的絕緣材料出現問題，引起的后果是兩套直流系統發生連接，導致環網故障。

三、不同類型環網問題及其解決辦法

其一，兩段直流系統運行時共正級或共負極，亦或是正、負極連接到一起是最常發生的一種直流系統環網問題。通常情況下引發此類環網問題的原因是有寄生回路存在于二次回路中，尤其是路段器跳合閘回路和電壓切換回路。當直流正、負極中任何一端接地都可能使繼電保護出現誤動，甚至是拒絕啟動的現象，所以，若兩段直流母線在蓄電池出口電壓不同的情況下并列共極運行，就會使兩組蓄電池的內部都形成環流，從而縮短蓄電池的使用壽命；若兩段直流母線共用正極或共用負極，則當其中一段母線發生設備故障時將引起另一段母線也發生故障；兩段直流母線都有屬于自己的獨立電源系統，若一段母線的正極同另一段母線的負極形成環網，就會造成保護動作啟動過程中的繼電器動作不可靠。因此，這種共極運行的現象亟待解決。

解決辦法：首先，在系統處于正常運行狀態時，模擬其中一段直流發生了高阻接地現象，然后利用判斷直流系統接地故障的便攜式定位裝置查找存在于二次回路當中的共極運行問題。使用此種方法時應注意以下幾點：將兩組直流間所有的聯絡開關斷開；盡量模擬負極接地，并在保證靈敏度的前提下不能使用太小的電阻；保持信號發生器一直與直流支路電源端相連接，鉗表和故障檢測器則一直在直流支路負荷端檢測；當放置于直流系統中的絕緣監察裝置同便攜式直流接地測試儀之間有相互干擾的現象時，可將該絕緣監察裝置暫時關掉。

其二，兩段直流正、負極交叉運行，即一段直流的正極與另一段直流的負極連接，或一段直流的負極與另一段直流的正極連接，形成環網問題。通常情況下，引發此種情形環網問題的情況有兩種：一是正常情況下運行狀態中的兩組直流電源和其所帶的負荷之間并不存在電氣聯系，比如間隔保護內部的信號指示燈、線圈的正、負極連接的兩段相互分開的直流電源。若用兩個蓄電池組作為供應電源，就會引發線圈和指示燈出現異常。二是在某些變電站的內部都配備了兩個蓄電池組，若改動其中某一間隔的二次回路時有處于保護狀態中的指示燈正負極，或線圈正負極連接在不同的電源組這種現象出現，就會引發直流系統出現環網問題。

解決辦法：檢查線圈是否勵磁、指示燈是否處于亮燈狀態，因為一旦電壓過低，就會使線圈失去磁力，或者使信號指示燈亮度降低，根據此種情況就可以找出問題起因。若兩段直流確實存在直接相連的現象，則應使用便攜式直流接地測試儀進行檢測，以此來發現故障、排除故障。

此外，在新建變電站，或對變電站進行技術改造、擴建的施工中可以通過在其中加裝環網警告裝置來防止產生新的環網故障問題。

結語

直流環網問題是變電站運行中經常發生的一種故障問題，給整個電力系統運行的穩定性和可靠性造成很大影響，而引發環網問題產生的原因有很多，所以，在實際工作中要加強對此問題的重視，及時發現、及時解決，保障變電站的正常運行。

參考文獻

［1］邢春江.變電站直流系統淺析［J］.山東工業技術，2015（7）：191.

［2］潘祖鴻，朱海松，趙良濤，等.變電站直流系統環網問題分析與對策探究［J］.山東工業技術，2014（17）：125.

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