變電站直流系統(tǒng)接地故障及環(huán)網(wǎng)危害分析處理

孫建波

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，變電站的運(yùn)行質(zhì)量受到了多方關(guān)注，要想提升變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行管理的時(shí)效性，就要整合故障處理機(jī)制，確保能夯實(shí)管理基礎(chǔ)，有效避免環(huán)網(wǎng)危害問題。本文分析了變電站直流接地故障的類型，并對故障產(chǎn)生的原因予以闡釋，最后結(jié)合案例對變電站直流系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)危害和處理機(jī)制展開討論，僅供參考。

伴隨經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電氣供應(yīng)在各方面得到充分體現(xiàn)。其中“直流系統(tǒng)”作為電氣系統(tǒng)的重要組成部分，在生產(chǎn)中由于安全監(jiān)管處置不到位，造成電氣安全事故頻發(fā)，給生產(chǎn)運(yùn)行與財(cái)產(chǎn)安全帶來了威脅。能否發(fā)現(xiàn)并正確的消除異常，是保障電氣直流系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。直流系統(tǒng)是廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、變電站和其它使用直流設(shè)備的用戶，是一個(gè)獨(dú)立的電源，不受發(fā)電機(jī)、廠用電及系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，并在外部交流電中斷的情況下，保證由蓄電池繼續(xù)提供直流電源的重要設(shè)備。

在對變電站直流系統(tǒng)接地故障進(jìn)行全面分析后就要對產(chǎn)生故障的原因予以判斷，從而結(jié)合實(shí)際問題建立對應(yīng)的處理控制措施，以保證變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，提升整體系統(tǒng)運(yùn)行的綜合水平，盡量減少故障造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。第一，蓄電池亦或是整個(gè)結(jié)構(gòu)的蓄電池、充電屏出現(xiàn)電纜絕緣老化問題，必然會造成結(jié)構(gòu)漏電現(xiàn)象明顯，影響其運(yùn)行質(zhì)量和綜合安全水平[2]。第二，外因造成變電站直流系統(tǒng)接地故障問題，包括外界出現(xiàn)了較大的機(jī)械振動，或者是系統(tǒng)中電纜結(jié)構(gòu)和金屬體出現(xiàn)了嚴(yán)重的摩擦，都會導(dǎo)致絕緣位置出現(xiàn)損傷，造成相應(yīng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)漏電等問題。第二，環(huán)境不良也是導(dǎo)致變電站直流系統(tǒng)接地故障的重要因素，空氣較為潮濕以及灰塵積壓較厚會出現(xiàn)絕緣度下降的問題，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量失衡。第三，儀器儀表的整體質(zhì)量不合格，尤其是金屬外殼比較容易出現(xiàn)生銹的問題。另外，漏水問題、裸露問題等都是造成整體結(jié)構(gòu)運(yùn)行質(zhì)量降低的原因，要想優(yōu)化相應(yīng)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效率，就要對周圍可能影響其綜合質(zhì)量水平的因素進(jìn)行集中監(jiān)督和管理[3]。

2.1直流系統(tǒng)的絕緣故障

對于直流系統(tǒng)的絕緣來說，一般情況下都發(fā)生在其電纜的方面。絕緣出現(xiàn)問題之間是有差異性的，大多數(shù)是由電纜核發(fā)是大地發(fā)生連接而引起的，如果說畜電池已經(jīng)鼓起來了，并且將其中的液體流出來，那么就很容易讓直流電源和機(jī)器柜子等出現(xiàn)短路，這時(shí)候的絕緣幾乎沒有什么作用。而這一種絕緣失去作用的情況很容易被工作人員所發(fā)現(xiàn)，特別是導(dǎo)致這種情況產(chǎn)生的原因也是十分明顯的。而如何來解決這一問題是工作人員需要關(guān)注的重難點(diǎn)。 ?2.2集中式系統(tǒng)

集中式的直流系統(tǒng)不超過 ?110 ?kV ?的都安裝在控制室里。使用直流饋線電纜，將其能夠輸送到不同的設(shè)備或者設(shè)備室中。變電站的一些直流饋線電纜甚至能夠長達(dá) 50 m 以上。目前大部分的直流絕緣方面的措施都是預(yù)防母線絕緣和支路絕緣等。很難定位到具體絕緣下降的區(qū)域，需要按照絕緣檢測儀的警報(bào)指示消息，對于電纜溝里面很多的電纜逐段排查故障可能發(fā)生的位置，也就是說直流系統(tǒng)里面如果說出現(xiàn)了大量的直流電纜。因此，在這一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中很容易出現(xiàn)各種各樣不同的問題。

2.3 分布式直流電源系統(tǒng)

直流系統(tǒng)分布一定要根據(jù)一定的規(guī)則對體進(jìn)行范圍的分布，布置在不同的設(shè)備室，以減少可能會使用到的直流電纜的數(shù)量，減緩一次建設(shè)成本和絕緣問題對系統(tǒng)可能會造成的影響。通過一系列的探索可以知道，分布式直流電源能夠在很大程度上極度縮減電纜的平均數(shù)量，直流饋線電纜使用的數(shù)量甚至能夠減少 ?38% ?以上，讓維修人員在對其進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)的過程當(dāng)中更加簡潔，同時(shí)也可以有效地降低。

隨著變電站直流系統(tǒng)投運(yùn)時(shí)間的不斷增加，蓄電池長期充放電，直流系統(tǒng)中暴露的問題也屢見不鮮，其中最突出的在于：蓄電池組會出現(xiàn)較多單體電池過充電或過放電，造成個(gè)別電池容量落后、劣化，出現(xiàn)一致性差異，最終導(dǎo)致整組蓄電池性能下降。為了提高蓄電池的運(yùn)行效率，減少上述問題的發(fā)生，目前站內(nèi)廣泛采用的改進(jìn)措施主要分為以下三種：（1）人工對落后的單體蓄電池活化，也就是通過活化儀對單只電池進(jìn)行充電、放電。對電壓高的電池進(jìn)行放電降壓，對低電壓蓄電池進(jìn)行補(bǔ)充電，以延長蓄電池組的使用壽命。（2）對蓄電池進(jìn)行核對性放電，使電池組的充電和放電在一個(gè)周期內(nèi)進(jìn)行，但這種做法很難實(shí)質(zhì)性地對單體電池進(jìn)行有效均衡。（3）通過內(nèi)阻測試方法，測量到內(nèi)阻差異較大的電池時(shí)進(jìn)行更換。在現(xiàn)場工作中，變電檢修人員更多地采用將劣化蓄電池退出運(yùn)行并運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后利用活化儀對其進(jìn)行活化處理，該方法在取得一定成效的同時(shí)，也存在投退蓄電池組的風(fēng)險(xiǎn)以及活化周期長、工作效率低等弊端。鑒于當(dāng)前工作現(xiàn)狀，為了提高蓄電池運(yùn)行效率，保障電網(wǎng)安全運(yùn)行，提出一種能在線實(shí)現(xiàn)電池均衡，使電池在充放電管理過程中有效控制其充放電電壓和電流、上位機(jī)能無線接收各單體電池的電壓數(shù)據(jù)并分析處理的蓄電池均衡優(yōu)化裝置[1]。

3.1定期核查蓄電池容量

按照一些電網(wǎng)公司的相關(guān)規(guī)定，蓄電池組在運(yùn)行的過程當(dāng)中，必須要按一定的時(shí)間限制來進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)、考查。同時(shí)工作人員對于放電實(shí)驗(yàn)也是不可馬虎忽視，如果說蓄電池的容量已經(jīng)在一定的范圍內(nèi)出現(xiàn)了變化，那么就需要重復(fù)進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)。在試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)的前提下，蓄電池如果已經(jīng)超出了其使用的標(biāo)準(zhǔn)，那么就必須要進(jìn)行蓄電池撤下，然后換新。在直流系統(tǒng)當(dāng)中，如果蓄電池和直流的電線是并聯(lián)在一起的，那么就可以使系統(tǒng)在發(fā)生電力問題的時(shí)候有一定的保障和準(zhǔn)備，因此臨時(shí)替換是免不了的。分布式直流電源每隔一段時(shí)間就需要對其進(jìn)行程序的全面啟動[3]。

3.2蓄電池利用率

在電流系統(tǒng)當(dāng)中，蓄電池如果被串聯(lián)起來進(jìn)行利用。任何一個(gè)蓄電池都有可能是整體串聯(lián)情況出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，任何一個(gè)蓄電池壞掉，那么所有的蓄電池都需要全部的更換。而且這樣串聯(lián)起來的效果是極為不穩(wěn)定的，也很容易讓電池不斷老化損壞，浪費(fèi)了很多的資源。分布式的系統(tǒng)組合方式和傳統(tǒng)組合方式最大的不同就是其更加先進(jìn)。蓄電池之間沒有互相影響，所以說任何一個(gè)蓄電池出現(xiàn)了問題，都可以單獨(dú)進(jìn)行更換，絕對不會波及整個(gè)系統(tǒng)。

3.3質(zhì)量管理工作予以監(jiān)督和管理

操作人員要對質(zhì)量管理工作予以監(jiān)督和管理，盡量提升設(shè)備質(zhì)量管控效果，并且建構(gòu)完整的質(zhì)量監(jiān)督管理過程，嚴(yán)把質(zhì)量檢測檢驗(yàn)關(guān)，從而優(yōu)化相應(yīng)系統(tǒng)的運(yùn)行綜合質(zhì)量。一方面，在選擇變電站直流系統(tǒng)設(shè)備的過程中，要盡量選擇大品牌以及售后服務(wù)較為到位的商家，有效提升繼電保護(hù)裝置的綜合質(zhì)量。另一方面，在設(shè)備購買之前要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性檢測分析，保證其應(yīng)用性能的同時(shí)，提升管控工作的綜合價(jià)值，并且維護(hù)應(yīng)用的合理性，也為專業(yè)性檢驗(yàn)工作的開展奠定基礎(chǔ)。

總而言之，在對變電站直流系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督管理的過程中，要結(jié)合電力系統(tǒng)安全運(yùn)行要求完善相應(yīng)工作，有效提升供電可靠性的同時(shí)，強(qiáng)化日常維護(hù)工作的時(shí)效性水平，有效針對故障問題進(jìn)行原因、故障形成過程、查找方式以及處理機(jī)制等予以管理，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的綜合質(zhì)量。

[1]鄧燁.一種直流系統(tǒng)接地故障排查方法的研究與分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2017，7（22）：94-95.

[2]狄依容.變電站直流系統(tǒng)接地故障分析與處理方法[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（48）：145-146.

[3]王成.關(guān)于變電站直流系統(tǒng)優(yōu)化的思考[J].電子世界，2017（24）：105.

[4]李永昱.變電站直流系統(tǒng)反事故技術(shù)措施探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（24）：197.

[5]張明達(dá).變電站直流系統(tǒng)接地故障及環(huán)網(wǎng)危害分析處理研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（01）：252.