高壓直流換流站一次設(shè)備運行分析及故障預(yù)防

饒磊+劉馨

為了能夠讓直流輸電系統(tǒng)能夠正常運行，高壓直流測量裝置的狀態(tài)是否正常是十分關(guān)鍵的。本文主要對換流站直流一次設(shè)備的故障原因進(jìn)行分析，針對它的典型故障特征來提出具體的采取措施，并對它們進(jìn)行總結(jié)，從而給設(shè)備維護(hù)人員提供一些借鑒。同時也為設(shè)備措施的改進(jìn)奠定基礎(chǔ)，可以有效地避免同類故障的發(fā)生，進(jìn)一步地提高直流輸電工程的穩(wěn)定性。

為了能夠讓交流電與直流電進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化，以保證電力系統(tǒng)提供額電能質(zhì)量比較安全可靠，一般將此類的站點定義為高壓直流輸電系統(tǒng)中的換流站。目前雖然我國電網(wǎng)系統(tǒng)中的換流站設(shè)備數(shù)量在不斷增多，但是它的安全保護(hù)工作絕對不能疏忽，必須要對一些常見的設(shè)備故障進(jìn)行詳細(xì)地分析，并掌握相應(yīng)的防護(hù)措施，做到真正地防范于未然，從而提高整個系統(tǒng)的運行質(zhì)量。

對高壓直流換流站一次設(shè)備的障礙分析

水冷卻系統(tǒng)。在一次設(shè)備運行期間，一般水冷卻系統(tǒng)會發(fā)生以下一些故障表現(xiàn)：內(nèi)冷水壓力出現(xiàn)異常；電導(dǎo)率不能正常運行；溫度不在正常的范圍內(nèi)；控制系統(tǒng)出現(xiàn)混亂。

直流控制保護(hù)系統(tǒng)。對于普通的換流站來說，可以實現(xiàn)設(shè)備安全、可靠的運行，但是直流保護(hù)和控制系統(tǒng)的配置要嚴(yán)格遵守雙重化的原則，并按照這個原則來展開運行工作。當(dāng)主、備用系統(tǒng)發(fā)生故障或者同事出現(xiàn)失電等問題時，直流雙極將會處于閉鎖狀態(tài)，對換流站的正常運行產(chǎn)生一定影響。

站用設(shè)備。高壓直流輸電換流站設(shè)備在運行期間，站用設(shè)備經(jīng)常會發(fā)生的故障通常表現(xiàn)為以下幾個方面。首先，最典型的故障情況就屬設(shè)備執(zhí)行異常出現(xiàn)跳閘。其次，2套直流保護(hù)系統(tǒng)失電。而換流站自身的冷卻系統(tǒng)主泵有時會處于失電狀態(tài)以及直流出現(xiàn)跳閘情況。

無功不足。無功不足因素主要是對直流的功率傳輸造成影響，當(dāng)它發(fā)生故障時，經(jīng)常表現(xiàn)為功率的傳輸受到嚴(yán)重的影響。

針對一次設(shè)備的故障情況來提出相應(yīng)的防范措施

一次設(shè)備的最典型特征就是數(shù)量多、種類復(fù)雜，它經(jīng)常被分為多種類型來討論，從而更好地針對具體情況來分析故障的原因，進(jìn)而能夠提出更加有效地防護(hù)措施。一般分為開關(guān)類、油浸式平抗類、交流濾波器類、避雷器類等。根據(jù)類別的不同，采取的措施也大不相同。因此，下面針對設(shè)備類型的分布來展開分析。

開關(guān)類設(shè)備

對于這類一次設(shè)備來說，可以采用多種方式來進(jìn)行防范。一些不完整串開關(guān)的防污閃、雨閃能力比較弱，所以為了彌補這方面的不足，可以適當(dāng)?shù)貒娡縋RTV涂料。在對設(shè)備的范污閃進(jìn)行研究的時候，要注意對不同廠家、不同類型設(shè)備的積污特性進(jìn)行了解，同時要進(jìn)行多家對比，針對污穢積聚情況來進(jìn)行清污。而當(dāng)開關(guān)出現(xiàn)絕緣拉桿松動的情況時，通常采用目視化的管理方式。所謂的目視化管理方式指的是先在開關(guān)分合閘的位置處對窗內(nèi)拉桿的聯(lián)結(jié)法蘭上做標(biāo)記，然后進(jìn)行定期巡視，如果發(fā)現(xiàn)標(biāo)記的位移發(fā)生變化，那么就可以判定拉桿出松動，此時就要及時聯(lián)系設(shè)備生產(chǎn)廠家進(jìn)行防松的改造。

油浸式平抗類設(shè)備

油浸式平抗類設(shè)備相對來說比較復(fù)雜一些。為了能夠更好地實現(xiàn)防護(hù)，就要加強對套管壓力的巡視和記錄，然后定期開展SF6微水測試。這個目的是為了保證它在平日里能夠?qū)崿F(xiàn)正常運轉(zhuǎn)。除此之外，要定期清掃套管，讓它時刻保持清潔，避免積垢閃絡(luò)的情況發(fā)生。如：套管的傘裙間距達(dá)不到既定的標(biāo)準(zhǔn)，此時就應(yīng)該要通過加硅橡膠傘裙套來解決這個問題，減少污穢閃絡(luò)和大雨時閃絡(luò)的現(xiàn)象出現(xiàn)。

交流濾波器類

日常基礎(chǔ)防護(hù)。這類一次設(shè)備所需要注意的要素有很多，所以要從各個方面進(jìn)行分析。在遭遇低溫雨雪天氣時，要注意覆冰情況的產(chǎn)生，當(dāng)超過一定范圍后要及時申請停電進(jìn)行除冰，防止設(shè)備出現(xiàn)損壞。在電容器組高壓端管母線進(jìn)行設(shè)計的時候，為了避免電纜破損導(dǎo)致斷路故障出現(xiàn)的情況出現(xiàn)，要注意電容器和管母線連接電纜的走向。當(dāng)走向出現(xiàn)異常情況，要及時阻止進(jìn)行觀察。此外，要加強對各個連接電纜的檢查維護(hù)力度，對于一些電纜絕緣膠皮破損、皸裂狀況要及時進(jìn)行修補、更換。對于一些危險區(qū)域的電纜最好要予以加裝熱縮套管來進(jìn)行絕緣防護(hù)，從而保證電纜與電容外殼、金屬構(gòu)架之間有一定的距離。當(dāng)對電容器塔進(jìn)行清掃時，首先要對施工人員進(jìn)行安全教育，讓他們對一次設(shè)備的運行有一定的了解，對一些注意事項要交代清楚，如：禁止踩踏電容器套管等。另外，電容器在進(jìn)行更換、安裝的過程時，要輕取輕放，盡量讓瓷瓶和殼體不受到任何損害。在搬運的過程中將容器處于直立狀態(tài)，利用吊環(huán)來完成搬運工作。

無功不足防護(hù)。第一，對換流站交直流濾波器的日常巡視間隔進(jìn)行縮短，在巡視的過程中如果電容器出現(xiàn)漏油或是鼓肚的情況要立即停電進(jìn)行處理，不能讓事故進(jìn)一步擴(kuò)大。第二，當(dāng)這種類型的設(shè)備裝置都無法運行時，第一件事就是要通知工作人員進(jìn)行處理，隨后要將系統(tǒng)任意一級進(jìn)行手動閉鎖。第三，當(dāng)設(shè)備由于運行不平穩(wěn)而導(dǎo)致發(fā)出警告信息時，這就表明這個區(qū)段出現(xiàn)無功 不足的情況。對于這類情況要對維修部門提出申請，對小組設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，讓它處于非選擇狀態(tài)，從而對計數(shù)器進(jìn)行歸零處理，進(jìn)而避免設(shè)備故障的惡化。

避雷器類。首先，要對各個變電站線路設(shè)備的防雷水平進(jìn)行一個測量，并完成校核工作。對于那些設(shè)計院未提供有效的防雷校核報告要重新進(jìn)行測量、計算。其次，對于一些新建、改建的線路，在驗收時要對避雷器進(jìn)行防雷計算校核，對設(shè)備的選型以及安裝位置等情況都要進(jìn)行全面地檢查，當(dāng)出現(xiàn)較大的誤差時要予以糾正或者更換。

綜上所述，高壓直流換流站的一次設(shè)備數(shù)量多，種類繁多，這在一定程度上也要求設(shè)備的工藝水平以及運行維護(hù)能力和檢修能力需要得到不斷地提升。同時這些能力的高低對高壓直流輸電系統(tǒng)的正常運行有著緊密的聯(lián)系。由于設(shè)備出現(xiàn)故障的原因很多，所以要想準(zhǔn)確找出具體的原因還是有一定困難的。因此，我國要加強對這方面的研究，加大人力、物力、財力的投入，努力實現(xiàn)一次設(shè)備能夠正常運行，出現(xiàn)故障次數(shù)少的目標(biāo)。