變電站直流系統運行維護及故障處理

馮翠萍

【摘 ?要】作為變電站系統二次設備的工作電源，直流系統的運行狀態影響著整個變電站的安全穩定運行。為確保變電站直流系統供電的穩定性和可靠性，我們應高度重視直流系統的運行和維護，加強其運行管理和控制，及時發現運行故障，并采取合理有效的措施減少直流系統故障的影響。摘本文主要闡述了變電站直流系統故障檢查中的注意事項，分析了變電站直流系統常見的問題，并提出了相應的運行維護技術，以供參考。

【關鍵詞】變電站;直流系統;運行與維護檢查

變電站直流系統是變電站的重要組成部分，為變電站內的斷路器分合閘、繼電保護、自動裝置、信號裝置等提供電源。同時作為獨立電源，直流系統在站用電失電的情況下，仍能保證在一定時間內提供可靠的直流電源及事故照明電源。直流系統的安全性、可靠性將直接影響到變電站甚至電網的安全穩定運行。近年來，由于直流系統的故障缺陷導致變電站內開關拒動、保護誤動等事故時有發生，造成了電力系統越級跳閘，擴大了事故影響范圍。因此，對直流系統運行維護進行分析研究，有很重要的實際意義。本文從直流系統日常工作的實際出發，結合上海松江地區變電站直流系統的實際情況，在直流設備的運行維護、故障處理、對策及建議等方面進行了研究探討。

1.變電站直流系統的基本構成及原理

在變電站當中，單母線分段為直流系統提供基礎，從而對雙電雙充的運行模式加以實現，直流系統中應用的蓄電池一般是閥控鉛酸形式。直流系統中主要包括蓄電池組、微機絕緣監測設備、高頻開關電源整流模塊等部分，在實際應用中，直流系統的管理方式為模塊式，在各個功能模塊中，利用監控系統對運行參數進行采集和測量，對直流系統的運行方式進行自動化的控制，從而能夠有效地控制和管理直流系統。在我國大多數變電站中，利用智能高頻開關電源充電設備作為直流系統的充電方式，過去的相控整流充電設備正在逐步被淘汰。在變電站當中，可以將直流系統當作獨立運行的電源裝置，將穩定的直流電源提供給變電站的各種用電設備。通常來說，直流系統結構由于具有良好的獨立性、穩定性等特點，因而變電站的運行方式很難對其造成干擾。一旦外部交流電發生故障，難以穩定正常的維持供電，直流系統能夠通過內部蓄電池，將直流電源提供給變電站，保持變電站的正常運行。

2.變電站直流系統故障分析

2.1直流系統組成元件故障

充電模塊是直流系統運行中較為重要的部分，主要會發生通訊中斷、保護動作、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下，都是均流的，但是，在發生故障時充電模塊就會出現不均流的工作狀態，從而使得直流系統出現故障。直流系統監控器是充電機裝置發展到高頻開關電源階段后出現的一個新型裝置，主要以計算機為核心，加強了充電機的控制和保護功能，以及直流系統的管理和監測功能，及時將直流系統的運行狀態、運行數據上傳至變電站的后臺監控系統中。如果監控裝置出現問題，當直流系統出現故障時，就難以被及時發現，問題的惡化可能會對直流系統造成更為嚴重的影響。監控裝置的問題主要體現在設備故障和信息數據的傳輸方面，出現問題時需要進行故障設備的更換。

2.2接地故障

接地故障作為直流電源系統中出現頻率較高的一種故障類型，其發生的主要原因無非有四點：①相關的材料質量問題。例如：一些二次回路的絕緣材料本身的質量就有問題，絕緣的效果極差，無法保證絕緣的性能，很容易造成接地;②外界動物的影響。很多變電站都處在人跡罕至的野外，在這種情況下，即便不大會出現大型的動物影響，但是各種小動物例如鼠類和昆蟲常常進入帶電回路，造成接地短路;③外界的濕度對暴露在空氣中的直流系統中的金屬元件的影響。本身這些元件是具備絕緣的性能的，但是由于外界的濕度大，或者是連續的強烈的暴雨造成的系統偶發性接地;④人為因素。人工誤觸碰和非正常程序的維護活動都可能會造成直流接地。

3.變電站直流系統故障的防范措施

3.1加強運行維護管理

除了采取嚴格的把關管理外，還應當在日常工作過程中加強運行維護。維護工作要有主次，針對容易出現故障的環節，應制定預防性較強的改善措施，最好從源頭上杜絕直流故障的發生。一些設置在戶外的設備，要做好防潮工作，確保設備具有良好的密封性，防止灰塵、積水等進入設備內部。一些設備內部有自動防潮裝置，在放置設備后應當開啟自動防潮功能。若無自動防潮功能，則應當定期檢查設備，保持設備的干燥、清潔。在日常檢查過程中，應注意設備箱門是否關好。當出現惡劣的天氣情況，如雨雪天氣時，應當增加巡視的次數，通過檢查及時發現問題，防止出現嚴重故障。定期檢查電纜溝排水是否暢通，電纜溝積水情況。

3.2應用直流接地故障定位裝置

直流接地故障定位裝置在變電站的直流系統中占據著十分重要的地位，當系統處于在帶電狀態時，其能夠對直流系統的接地故障準確地判斷位置，從而在直流系統故障檢測中，無需拉回路，對于直流系統安全性的提升有著很大的作用。而且，在直流接地故障定位裝置中，對信號注入法進行應用，像直流系統正負母線中直接注入低頻交流電壓信號，對變電站直流系統的低頻交流電流，可以利用交流電流互感器進行檢測，同時參考交流電流的大小、相位等信息，對直流系統接地故障的位置進行判斷。如果有多個直流電源在變電站系統中，可以對轉移負荷法進行應用，在出現直流接地故障的時候，可在正常母線中切換饋線支路，從而在帶電狀態下對多支路接地故障進行排查。

3.3做好蓄電池維護

蓄電池設計不科學，直接會影響到蓄電池的容量與使用年限，這就需要不斷改善與完備蓄電池的運行與維護。與此同時，強化蓄電池的運行維護以及日常巡視，認真檢查蓄電池的溫度、電體電壓、絕緣電阻，檢查蓄電池的運行條件情況、能否發出報警信號，對于鉛酸蓄電池、按期對其進行核對性質的充放電，對于閥控蓄電池，需要按期全核對性充放電，在運行五年之后，每一年都應該開展一次核對性充放電。

3.4接地處理方法

一般情況下每一段直流母線都有相應的配置一個絕緣監查設備，配置絕緣監查設備的主要目的是為了可以掌握直流系統當中，正負母線的絕緣情況，是否處于一個正常狀態下，若是存在直流接地故障，此時，設備可將故障的大致范圍顯示出來，但是無法將故障的具體位置顯示，進行故障具體位置的定位工作，還需要聯合手動拉路的方式進行檢查。當接地范圍大致的確定之后，就能夠采用萬能表進行測量，測量母線的電壓狀況，由此判斷出直流系統的接地情況，若是正負極的電壓存在不統一的現象，則可判斷出哪一級為接地極，接地極為電壓低的那一級，在使用拉路法即可確定出故障的具體位置。隨著技術的發展，直流系統接地故障處理的方法越來越多，當發生直流系統接地故障時，工作人員要保持清醒的頭腦，不擅自處理，將其情況匯報給相關部門，有專業的維修人員負責維修工作，維修人員在確保自身安全的前提之下，嚴格按照操作要求，找出接地極點，并對接地極點的正負情況進行準確的判斷。

4.結束語

直流電源系統在變電站中發揮著重要作用，做好直流電源系統的管理和維護對提高變電站的運行效率，降低事故發生率，減少事故數量等故障都發揮著重要作用。因此，在實際工作中，直流電源系統的維護人員應該做好直流電源系統的管理和維護工作，充分了解其工作原理，提高他們的專業技能，學習直流電源系統的綜合知識，對直流電源系統進行全面的管理和維護，確保直流電源系統能夠合理運行，確保變電站的高效運行。

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（作者單位：國網山西長治供電公司變電運維室）