變電站直流系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及故障處理

馮翠萍

【摘 ?要】作為變電站系統(tǒng)二次設(shè)備的工作電源，直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)影響著整個(gè)變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為確保變電站直流系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性和可靠性，我們應(yīng)高度重視直流系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)，加強(qiáng)其運(yùn)行管理和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障，并采取合理有效的措施減少直流系統(tǒng)故障的影響。摘本文主要闡述了變電站直流系統(tǒng)故障檢查中的注意事項(xiàng)，分析了變電站直流系統(tǒng)常見(jiàn)的問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)，以供參考。

【關(guān)鍵詞】變電站;直流系統(tǒng);運(yùn)行與維護(hù)檢查

變電站直流系統(tǒng)是變電站的重要組成部分，為變電站內(nèi)的斷路器分合閘、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、信號(hào)裝置等提供電源。同時(shí)作為獨(dú)立電源，直流系統(tǒng)在站用電失電的情況下，仍能保證在一定時(shí)間內(nèi)提供可靠的直流電源及事故照明電源。直流系統(tǒng)的安全性、可靠性將直接影響到變電站甚至電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。近年來(lái)，由于直流系統(tǒng)的故障缺陷導(dǎo)致變電站內(nèi)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)、保護(hù)誤動(dòng)等事故時(shí)有發(fā)生，造成了電力系統(tǒng)越級(jí)跳閘，擴(kuò)大了事故影響范圍。因此，對(duì)直流系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行分析研究，有很重要的實(shí)際意義。本文從直流系統(tǒng)日常工作的實(shí)際出發(fā)，結(jié)合上海松江地區(qū)變電站直流系統(tǒng)的實(shí)際情況，在直流設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、故障處理、對(duì)策及建議等方面進(jìn)行了研究探討。

1.變電站直流系統(tǒng)的基本構(gòu)成及原理

在變電站當(dāng)中，單母線分段為直流系統(tǒng)提供基礎(chǔ)，從而對(duì)雙電雙充的運(yùn)行模式加以實(shí)現(xiàn)，直流系統(tǒng)中應(yīng)用的蓄電池一般是閥控鉛酸形式。直流系統(tǒng)中主要包括蓄電池組、微機(jī)絕緣監(jiān)測(cè)設(shè)備、高頻開(kāi)關(guān)電源整流模塊等部分，在實(shí)際應(yīng)用中，直流系統(tǒng)的管理方式為模塊式，在各個(gè)功能模塊中，利用監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采集和測(cè)量，對(duì)直流系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行自動(dòng)化的控制，從而能夠有效地控制和管理直流系統(tǒng)。在我國(guó)大多數(shù)變電站中，利用智能高頻開(kāi)關(guān)電源充電設(shè)備作為直流系統(tǒng)的充電方式，過(guò)去的相控整流充電設(shè)備正在逐步被淘汰。在變電站當(dāng)中，可以將直流系統(tǒng)當(dāng)作獨(dú)立運(yùn)行的電源裝置，將穩(wěn)定的直流電源提供給變電站的各種用電設(shè)備。通常來(lái)說(shuō)，直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于具有良好的獨(dú)立性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，因而變電站的運(yùn)行方式很難對(duì)其造成干擾。一旦外部交流電發(fā)生故障，難以穩(wěn)定正常的維持供電，直流系統(tǒng)能夠通過(guò)內(nèi)部蓄電池，將直流電源提供給變電站，保持變電站的正常運(yùn)行。

2.變電站直流系統(tǒng)故障分析

2.1直流系統(tǒng)組成元件故障

充電模塊是直流系統(tǒng)運(yùn)行中較為重要的部分，主要會(huì)發(fā)生通訊中斷、保護(hù)動(dòng)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(tài)下，都是均流的，但是，在發(fā)生故障時(shí)充電模塊就會(huì)出現(xiàn)不均流的工作狀態(tài)，從而使得直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障。直流系統(tǒng)監(jiān)控器是充電機(jī)裝置發(fā)展到高頻開(kāi)關(guān)電源階段后出現(xiàn)的一個(gè)新型裝置，主要以計(jì)算機(jī)為核心，加強(qiáng)了充電機(jī)的控制和保護(hù)功能，以及直流系統(tǒng)的管理和監(jiān)測(cè)功能，及時(shí)將直流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)上傳至變電站的后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中。如果監(jiān)控裝置出現(xiàn)問(wèn)題，當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，就難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，問(wèn)題的惡化可能會(huì)對(duì)直流系統(tǒng)造成更為嚴(yán)重的影響。監(jiān)控裝置的問(wèn)題主要體現(xiàn)在設(shè)備故障和信息數(shù)據(jù)的傳輸方面，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)需要進(jìn)行故障設(shè)備的更換。

2.2接地故障

接地故障作為直流電源系統(tǒng)中出現(xiàn)頻率較高的一種故障類型，其發(fā)生的主要原因無(wú)非有四點(diǎn)：①相關(guān)的材料質(zhì)量問(wèn)題。例如：一些二次回路的絕緣材料本身的質(zhì)量就有問(wèn)題，絕緣的效果極差，無(wú)法保證絕緣的性能，很容易造成接地;②外界動(dòng)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(huì)出現(xiàn)大型的動(dòng)物影響，但是各種小動(dòng)物例如鼠類和昆蟲(chóng)常常進(jìn)入帶電回路，造成接地短路;③外界的濕度對(duì)暴露在空氣中的直流系統(tǒng)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(xù)的強(qiáng)烈的暴雨造成的系統(tǒng)偶發(fā)性接地;④人為因素。人工誤觸碰和非正常程序的維護(hù)活動(dòng)都可能會(huì)造成直流接地。

3.變電站直流系統(tǒng)故障的防范措施

3.1加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理

除了采取嚴(yán)格的把關(guān)管理外，還應(yīng)當(dāng)在日常工作過(guò)程中加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)。維護(hù)工作要有主次，針對(duì)容易出現(xiàn)故障的環(huán)節(jié)，應(yīng)制定預(yù)防性較強(qiáng)的改善措施，最好從源頭上杜絕直流故障的發(fā)生。一些設(shè)置在戶外的設(shè)備，要做好防潮工作，確保設(shè)備具有良好的密封性，防止灰塵、積水等進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。一些設(shè)備內(nèi)部有自動(dòng)防潮裝置，在放置設(shè)備后應(yīng)當(dāng)開(kāi)啟自動(dòng)防潮功能。若無(wú)自動(dòng)防潮功能，則應(yīng)當(dāng)定期檢查設(shè)備，保持設(shè)備的干燥、清潔。在日常檢查過(guò)程中，應(yīng)注意設(shè)備箱門是否關(guān)好。當(dāng)出現(xiàn)惡劣的天氣情況，如雨雪天氣時(shí)，應(yīng)當(dāng)增加巡視的次數(shù)，通過(guò)檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，防止出現(xiàn)嚴(yán)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(yīng)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(tǒng)中占據(jù)著十分重要的地位，當(dāng)系統(tǒng)處于在帶電狀態(tài)時(shí)，其能夠?qū)χ绷飨到y(tǒng)的接地故障準(zhǔn)確地判斷位置，從而在直流系統(tǒng)故障檢測(cè)中，無(wú)需拉回路，對(duì)于直流系統(tǒng)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(duì)信號(hào)注入法進(jìn)行應(yīng)用，像直流系統(tǒng)正負(fù)母線中直接注入低頻交流電壓信號(hào)，對(duì)變電站直流系統(tǒng)的低頻交流電流，可以利用交流電流互感器進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)參考交流電流的大小、相位等信息，對(duì)直流系統(tǒng)接地故障的位置進(jìn)行判斷。如果有多個(gè)直流電源在變電站系統(tǒng)中，可以對(duì)轉(zhuǎn)移負(fù)荷法進(jìn)行應(yīng)用，在出現(xiàn)直流接地故障的時(shí)候，可在正常母線中切換饋線支路，從而在帶電狀態(tài)下對(duì)多支路接地故障進(jìn)行排查。

3.3做好蓄電池維護(hù)

蓄電池設(shè)計(jì)不科學(xué)，直接會(huì)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(yùn)行與維護(hù)。與此同時(shí)，強(qiáng)化蓄電池的運(yùn)行維護(hù)以及日常巡視，認(rèn)真檢查蓄電池的溫度、電體電壓、絕緣電阻，檢查蓄電池的運(yùn)行條件情況、能否發(fā)出報(bào)警信號(hào)，對(duì)于鉛酸蓄電池、按期對(duì)其進(jìn)行核對(duì)性質(zhì)的充放電，對(duì)于閥控蓄電池，需要按期全核對(duì)性充放電，在運(yùn)行五年之后，每一年都應(yīng)該開(kāi)展一次核對(duì)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(yīng)的配置一個(gè)絕緣監(jiān)查設(shè)備，配置絕緣監(jiān)查設(shè)備的主要目的是為了可以掌握直流系統(tǒng)當(dāng)中，正負(fù)母線的絕緣情況，是否處于一個(gè)正常狀態(tài)下，若是存在直流接地故障，此時(shí)，設(shè)備可將故障的大致范圍顯示出來(lái)，但是無(wú)法將故障的具體位置顯示，進(jìn)行故障具體位置的定位工作，還需要聯(lián)合手動(dòng)拉路的方式進(jìn)行檢查。當(dāng)接地范圍大致的確定之后，就能夠采用萬(wàn)能表進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量母線的電壓狀況，由此判斷出直流系統(tǒng)的接地情況，若是正負(fù)極的電壓存在不統(tǒng)一的現(xiàn)象，則可判斷出哪一級(jí)為接地極，接地極為電壓低的那一級(jí)，在使用拉路法即可確定出故障的具體位置。隨著技術(shù)的發(fā)展，直流系統(tǒng)接地故障處理的方法越來(lái)越多，當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)接地故障時(shí)，工作人員要保持清醒的頭腦，不擅自處理，將其情況匯報(bào)給相關(guān)部門，有專業(yè)的維修人員負(fù)責(zé)維修工作，維修人員在確保自身安全的前提之下，嚴(yán)格按照操作要求，找出接地極點(diǎn)，并對(duì)接地極點(diǎn)的正負(fù)情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

4.結(jié)束語(yǔ)

直流電源系統(tǒng)在變電站中發(fā)揮著重要作用，做好直流電源系統(tǒng)的管理和維護(hù)對(duì)提高變電站的運(yùn)行效率，降低事故發(fā)生率，減少事故數(shù)量等故障都發(fā)揮著重要作用。因此，在實(shí)際工作中，直流電源系統(tǒng)的維護(hù)人員應(yīng)該做好直流電源系統(tǒng)的管理和維護(hù)工作，充分了解其工作原理，提高他們的專業(yè)技能，學(xué)習(xí)直流電源系統(tǒng)的綜合知識(shí)，對(duì)直流電源系統(tǒng)進(jìn)行全面的管理和維護(hù)，確保直流電源系統(tǒng)能夠合理運(yùn)行，確保變電站的高效運(yùn)行。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西長(zhǎng)治供電公司變電運(yùn)維室）