直流系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)

郭旭敏

（汕頭供電局，廣東 汕頭515041）

直流系統(tǒng)是為信號設(shè)備、保護(hù)電路、自動裝置、事故照明、應(yīng)急電源及斷路器分、合閘操作提供直流的電源設(shè)備，它在變電站中已得到廣泛應(yīng)用。直流系統(tǒng)是一個獨(dú)立的電源，它不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，同時在外部交流電中斷的情況下，能保證由后備電源——蓄電池組繼續(xù)提供直流電源［1］。由于直流輸出電壓穩(wěn)定，如單個直流屏就有二路交流輸入（自動切換），再加上蓄電池組，相當(dāng)于三個電源供電，故控制回路采用直流比交流更可靠。而如果采用交流電源，則當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，電壓會因短路而降低，繼而使二次控制電壓降低，嚴(yán)重時會因電壓低導(dǎo)致斷路器拒分。因此，直流系統(tǒng)是變電站的重要運(yùn)行設(shè)備，其運(yùn)行的可靠與否直接影響變電站的安全運(yùn)行，故需不斷加強(qiáng)日常檢查、維護(hù)，確保其安全、可靠運(yùn)行。

1 直流系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視

為確保直流系統(tǒng)可靠運(yùn)行，變電站運(yùn)行人員須對直流系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)、電壓及電流、信號報(bào)警、自動裝置、直流斷路器及熔斷器等加強(qiáng)監(jiān)視。運(yùn)行中的直流母線對地電阻值應(yīng)不小于10 MΩ，運(yùn)行人員應(yīng)每日檢查正、負(fù)母線對地電阻值，如出現(xiàn)接地現(xiàn)象，應(yīng)立即查找接地點(diǎn)，并對其進(jìn)行處理；針對電壓及電流的監(jiān)視，主要是監(jiān)視交流輸入電壓值、充電裝置輸出的電壓值和電流值，蓄電池組電壓值、直流母線電壓值、浮充電流值及絕緣電壓值是否正常；每日檢查直流系統(tǒng)的各種信號燈、報(bào)警裝置；檢查自動調(diào)壓裝置、微機(jī)監(jiān)控裝置工作狀態(tài)是否正常；運(yùn)行人員還要對直流斷路器及熔斷器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)直流斷路器動作或熔斷器熔斷的告警信號時，應(yīng)迅速查找故障原因，并進(jìn)行處理和恢復(fù)運(yùn)行［2］。

2 直流系統(tǒng)的巡視

2.1 直流系統(tǒng)的日常巡視

直流系統(tǒng)的日常巡視內(nèi)容主要是：蓄電池室的通風(fēng)、照明及消防設(shè)備的完好情況，溫度符合要求，無易燃、易爆物品；蓄電池外觀清潔，無短路、接地；各連片連接牢靠無松動，極性端子無生鹽，并涂有中性凡士林；蓄電池外殼無裂紋、漏液；蓄電池極板無龜裂、彎曲、變形、硫化和短路，極板顏色正常，無欠充電、過充電；蓄電池電壓值正常；充電裝置交流輸入電壓、直流輸出電壓、電流值正常，監(jiān)控裝置顯示正確，各種信號燈、報(bào)警裝置正常，運(yùn)行聲音無異常；直流控制母線、動力母線電壓值、浮充電流值正常；直流系統(tǒng)的絕緣狀況良好；各支路的運(yùn)行監(jiān)視信號完好、指示正常，熔斷器無熔斷，自動空氣開關(guān)位置正確。

2.2 直流系統(tǒng)的特殊巡視

直流系統(tǒng)的特殊巡視主要包括：新安裝、檢修、改造后的直流系統(tǒng)投運(yùn)等，應(yīng)進(jìn)行特殊巡視；蓄電池核對性充放電期間應(yīng)進(jìn)行特殊巡視；直流系統(tǒng)出現(xiàn)交、直流失壓、直流接地、熔斷器熔斷等異常現(xiàn)象處理后，應(yīng)進(jìn)行特殊巡視；出現(xiàn)自動空氣開關(guān)脫扣、熔斷器熔斷等異?，F(xiàn)象后，應(yīng)巡視保護(hù)范圍內(nèi)各直流回路元件有無過熱、損壞和明顯故障現(xiàn)象。

3 直流系統(tǒng)的異常處理

直流系統(tǒng)一般出現(xiàn)異常的情況主要有：

（1）直流模塊故障：①單個直流模塊無顯示或顯示異常等。當(dāng)無顯示時可能是內(nèi)部熔斷器熔斷，處理方法是對其拆開檢查，如果熔斷器正常則需返廠處理或更換；如直流模塊有顯示，但顯示異常，可嘗試將模塊電源進(jìn)行重啟，使其恢復(fù)正常；如模塊內(nèi)部出現(xiàn)故障，則需將其退出運(yùn)行，同時檢查其它模塊是否正常、過負(fù)載；②整套直流模塊發(fā)生故障時，將整套直流模塊退出運(yùn)行，短時間可由蓄電池組帶直流負(fù)載，長時間則需由另一套直流模塊帶兩段直流負(fù)載運(yùn)行。

（2）母線電壓異常：①母線電壓過高時，則降低浮充電流，使母線電壓恢復(fù)在正常值范圍內(nèi)；母線電壓過低時，應(yīng)檢查浮充電流是否正常，直流負(fù)載有無劇增，蓄電池組有無故障等；若直流負(fù)載突然增大，應(yīng)檢查自動調(diào)壓裝置是否正常，如自動調(diào)壓裝置異常，應(yīng)立即啟動手動調(diào)壓裝置，使母線電壓維持在正常值，同時退出自動調(diào)壓裝置，并通知檢修人員進(jìn)行修復(fù)；②缺相應(yīng)立即檢查電源是否正常，有無缺相情況或電源開關(guān)是否故障，各接線有無松動、脫落、斷線等。

（3）蓄電池電壓異常告警：①蓄電池巡檢模塊的插排出現(xiàn)個別插件接觸不良，導(dǎo)致巡檢模塊無法采集接收故障插件對應(yīng)的蓄電池電壓檢測值。此時，可將插排拔下重插，巡檢模塊則恢復(fù)正常；若仍無法恢復(fù)，則更換巡檢模塊；②蓄電池電壓檢測熔斷器熔斷。當(dāng)蓄電池實(shí)測值正常，而檢測值為零時，應(yīng)將蓄電池電壓檢測熔斷器拆下，使用萬用表進(jìn)行檢測是否熔斷，如熔斷立即更換熔斷器，蓄電池電壓檢測值即可恢復(fù)；③當(dāng)蓄電池實(shí)測值與檢測值均異常且數(shù)值相近或相等，則觀察蓄電池外殼是否出現(xiàn)鼓包、裂紋、漏液，蓄電池極板是否出現(xiàn)龜裂、彎曲、變形，如出現(xiàn)這些現(xiàn)象，應(yīng)立即更換蓄電池。

4 直流系統(tǒng)接地故障的處理

4.1 直流接地的危害性

當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時，如無產(chǎn)生短路電流，可繼續(xù)運(yùn)行，但須立即查找接地點(diǎn)并盡快消除接地故障；否則當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地時，就有可能引起信號裝置、繼電保護(hù)及自動裝置、斷路器的誤動或拒動等［3］，從而造成直流電源短路，引起熔斷器熔斷或燒毀繼電器，使設(shè)備失去操作電源，引發(fā)電力系統(tǒng)嚴(yán)重故障乃至事故。因此，直流系統(tǒng)一旦發(fā)生一點(diǎn)接地，變電站必須加強(qiáng)在線監(jiān)測，檢修人員須迅速查找并排除接地故障點(diǎn)，杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的系統(tǒng)故障。

4.2 直流接地的原因

直流系統(tǒng)整體負(fù)載大、線路多，是個長期供電系統(tǒng)，同時還受到外界環(huán)境的影響，如：霧、雨季節(jié)等。由于受到內(nèi)外因素的影響，負(fù)載設(shè)備容易出現(xiàn)元件損壞、接線端子老化松動、電纜絕緣老化破損等問題，導(dǎo)致絕緣水平下降。同時，接地原因還有以下幾方面：

（1）二次回路連接、設(shè)備元件組裝不合理或接線錯誤，如：交直流混用一根電纜，交直流帶電體距離較近等，都容易引起接地。

（2）二次回路、設(shè)備因年久失修、嚴(yán)重老化出現(xiàn)缺陷等，導(dǎo)致絕緣不合格、絕緣性能下降等。

（3）二次回路及設(shè)備工作環(huán)境較潮濕或密封不良易進(jìn)水等。

（4）人員誤碰、有小動物進(jìn)入、金屬物件掉在元件上等。

（5）設(shè)備技術(shù)改造后沒用的直流電纜未采取相關(guān)措施進(jìn)行處理或處理不合格等。

4.3 直流接地查找的方法

當(dāng)發(fā)生直流接地時，首先初步分析接地原因，是由于天氣還是當(dāng)天有人在工作，如兩者均不是則要根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定接地范圍，對不重要或運(yùn)行短時停電的支路可采用“瞬時停電法”查找；對重要負(fù)載須先分離環(huán)路供電回路，使用直流接地檢測儀器進(jìn)行查找，順序?yàn)橄炔橐装l(fā)生接地支路，后查一般支路；先查戶外，后查戶內(nèi)；先查不重要支路，后查重要支路；先查新投運(yùn)設(shè)備，后查投運(yùn)已久的設(shè)備。查找工作由兩人配合進(jìn)行。

利用絕緣監(jiān)控裝置，判斷正、負(fù)極何極接地及接地的程度［4］。利用“瞬時停電法”斷開不重要的回路。若負(fù)載不允許停電的先采用分離環(huán)路供電回路的方式，再使用直流接地檢測儀器進(jìn)行查找，通過儀器確定接地支路后，對該支路上的可停電負(fù)載和分支路進(jìn)行拆除或隔離。如查找出了接地點(diǎn)在某一具體回路后，應(yīng)對其回路上所有設(shè)備、連接線逐步查找，直至查找出接地點(diǎn)。如負(fù)載回路查無接地點(diǎn)，則要對直流本體，包括蓄電池組、母線、充電設(shè)備及相關(guān)元件等進(jìn)行仔細(xì)查找，直到找到接地點(diǎn)為止。下面就重點(diǎn)介紹絕緣監(jiān)控裝置查找法和瞬時拉路法。

（1）絕緣監(jiān)控裝置查找法

微機(jī)型絕緣監(jiān)控裝置是直流系統(tǒng)實(shí)時在線監(jiān)視的重要設(shè)備，此裝置能在實(shí)時監(jiān)視顯示出直流系統(tǒng)的正常電壓，以及母線對地絕緣的信息狀況等［5］。在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，裝置系統(tǒng)處理器即刻對所有線路采集信息進(jìn)行分析，以準(zhǔn)確判斷出線路故障原因及接地電阻值，并自動完成查找接地支路功能。絕緣監(jiān)控裝置最大優(yōu)點(diǎn)則能在不切斷直流負(fù)載支路下進(jìn)行查詢，并不斷提高直流供電可靠性。這對于多點(diǎn)非金屬性接地十分有效，但對接地點(diǎn)存在多個金屬性接地時，則只能現(xiàn)查金屬接地支路。因?yàn)樾盘栐窗l(fā)出信號預(yù)備金屬性接地支路短接，其他支路不再有信號通過，只有先將金屬性接地支路查出，才能查詢其它的非金屬性接地支路。

（2）瞬時拉路法

根據(jù)負(fù)載的重要程度，依次短時拉開直流屏所供各直流負(fù)載支路。當(dāng)切除某一支路故障消失，說明故障就位于該支路。此刻可繼續(xù)運(yùn)用拉路法，進(jìn)行具體在那一條支路上的排查。拉路法逐步對各大支路進(jìn)行逐步拉掉，因而大大降低直流供電可靠性。

4.4 接地查找時的注意事項(xiàng)

工作中必須兩人配合進(jìn)行，查找時要采取措施防止直流回路另一點(diǎn)接地，造成不必要的事故。在試斷開控制回路或重要回路的保護(hù)電源時要經(jīng)調(diào)度同意，退出可能誤動的保護(hù)，斷開時間最好控制在3 s內(nèi)。取下熔斷器時要先正后負(fù)，投入則相反。接地故障是否消失須通過信號、表計(jì)、光字牌全面綜合確認(rèn)。試斷開電源時，要保證不使直流母線失去電壓，查找過程中如出現(xiàn)故障，應(yīng)立即將停電的直流負(fù)載送電，在確定接地點(diǎn)后應(yīng)立即對其處理、消除。

［1］ 蔡燕光.淺談變電站直流系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2011，（19）：128－130.

［2］ 陳 芳，蘆 興，胡 偉.淺議變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的現(xiàn)狀和對策［J］.中國電力教育，2009，（S2）：296－297.

［3］ 王永強(qiáng).直流系統(tǒng)接地故障查找方法探討及防范接地措施［J］.科技風(fēng)，2010，（18）：251－252.

［4］ 陳 韜，胡書琴.變電站直流系統(tǒng)接地故障的分析及對策［J］.中國電力教育，2009，（S1）：180－181.

［5］ 唐 毅， 張薇.變電站直流系統(tǒng)常見問題的分析與處理［J］.華中電力，2007，（04）：71－73.

［6］ 郭旭敏.閥控密封鉛酸蓄電池的維護(hù)與檢修［J］.電機(jī)電器技術(shù)，2005，（05）：53－54，48.