電廠直流系統(tǒng)調(diào)試中常見故障及處理方法

李婭

摘要：隨著現(xiàn)代社會的不斷進(jìn)步，電能已成為不可或缺的基礎(chǔ)性能源，人們的生活與生產(chǎn)都離不開它。同時，發(fā)電廠的數(shù)量也在日益增多。而直流系統(tǒng)對于發(fā)電廠來說，屬于核心系統(tǒng)，其一旦發(fā)生故障，將會嚴(yán)重影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)作。隨著大量新型技術(shù)設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，電廠直流系統(tǒng)維護(hù)問題逐漸引起人們的重視。因此，研究分析直流系統(tǒng)調(diào)試中常見故障及處理方法，對直流系統(tǒng)的可靠性與安全性起著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)調(diào)試;故障;分析;處理方法

1直流系統(tǒng)的概述

直流系統(tǒng)是一種應(yīng)用于水力、火力發(fā)電廠，各類變電設(shè)備和其他使用直流設(shè)備用戶，并為信號設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、自動裝置、事故照明等提供直流電源的電源設(shè)備。它是一個獨(dú)立的電源設(shè)備，不受到發(fā)電廠內(nèi)部電源或者供電的影響，在外部交流電中斷時，依舊能夠保證其內(nèi)部系統(tǒng)的運(yùn)行，以穩(wěn)定其發(fā)電廠的整體系統(tǒng)。相對于電力設(shè)備的其他系統(tǒng)而言，屬于保障性系統(tǒng)，能夠?qū)ζ湔w運(yùn)作進(jìn)行穩(wěn)定。目前直流系統(tǒng)又被稱為直流屏系統(tǒng)，是一種智能免維護(hù)設(shè)備的總稱。目前，多數(shù)發(fā)電廠與變電站，都在運(yùn)用直流電源，能夠有效地保證其各個子系統(tǒng)的運(yùn)行。

2直流系統(tǒng)調(diào)試重點(diǎn)分析

2.1確保直流系統(tǒng)僅有一套絕緣監(jiān)察裝置

直流絕緣監(jiān)察裝置分為信號和測量兩部分，而且均按直流電橋的工作原理進(jìn)行工作的。它能在任一極的絕緣電阻降低時，自動發(fā)出燈光和音響信號，并且可利用它判斷出接地極和正、負(fù)極的絕緣電阻值。發(fā)電廠直流系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，分布范圍較廣，發(fā)生接地的機(jī)會較多。直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地時仍可繼續(xù)運(yùn)行，但是應(yīng)及時對接地故障進(jìn)行分析處理，因為期間再發(fā)生另一點(diǎn)接地時，可能引起信號回路、控制回路、繼電保護(hù)裝置和自動裝置的誤動作或造成直流電源短路等故障。為了提前發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地運(yùn)行故障，必須裝設(shè)直流絕緣監(jiān)察裝置。當(dāng)多套直流監(jiān)察裝置并列運(yùn)行時，會相互干擾，使直流監(jiān)察裝置接地誤報。因此調(diào)試中需確保一個獨(dú)立的直流系統(tǒng)僅有一套直流絕緣監(jiān)察裝置。

2.2預(yù)防及處理直流負(fù)荷回路接地故障的發(fā)生

預(yù)防直流接地故障應(yīng)在直流負(fù)荷投運(yùn)前，對回路進(jìn)行絕緣電阻測試，當(dāng)負(fù)荷絕緣電阻大于允許1MΩ后方能投運(yùn)。處理直流故障應(yīng)遵循先外后內(nèi)，先新投運(yùn)直流負(fù)荷后正常運(yùn)行直流負(fù)荷的規(guī)律，能大大縮短處理時間。并且應(yīng)在直流負(fù)荷投運(yùn)24小時內(nèi)對直流監(jiān)察裝置進(jìn)行重點(diǎn)巡視，提前發(fā)現(xiàn)問題，保證直流系統(tǒng)的健康運(yùn)行。

2.3防止直流回路短路故障的發(fā)生

在直流負(fù)荷送電前，應(yīng)使用萬用表對直流負(fù)荷正、負(fù)極之間電阻值進(jìn)行測量，不應(yīng)有短路情況。對用電負(fù)荷空氣開關(guān)及斷路器進(jìn)行檢查。保證開關(guān)選型正確，現(xiàn)場正負(fù)極接入正確，確保直流系統(tǒng)短路故障后，開關(guān)能正確動作。

3直流系統(tǒng)中常見故障分析

3.1直流系統(tǒng)接地

對于運(yùn)行環(huán)境欠缺、運(yùn)行時間較長的直流電源，其產(chǎn)生接地故障的可能性相對偏高。而且直流系統(tǒng)的接地點(diǎn)并不是單一的。故障發(fā)生時，可能存在多個點(diǎn)故障。這就使得在排除故障上存在較大難度而無法及時找出問題。另外，在接地設(shè)備的質(zhì)量控制上，缺乏必要的實地考察。某些接地材料，在對應(yīng)的環(huán)境下，使用壽命與質(zhì)量較好，一旦脫離環(huán)境，將會使得其壽命嚴(yán)重縮短。因此在預(yù)防接地故障時，必須要從實地考察著手，以保證其使用質(zhì)量。在直流系統(tǒng)接地故障的處理上，最理想的方式就是找到故障區(qū)域，并加以排除。但是在實踐中，從眾多的接地點(diǎn)中，尋找出對應(yīng)的點(diǎn)難度較大，這就使得直流系統(tǒng)接地故障排除時間延長。在實踐中，人們提出了“拉路法”，該種排除方式相對簡單。其主要操作是：斷掉整個回路的直流電源，但是必須要保證在3秒內(nèi)。然后從信號回路、照明回路等多個回路進(jìn)行觀察，判斷出故障點(diǎn)，但后果會造成其他事故。因此不加提倡。此外，還有另外一種方式，也就是將直流系統(tǒng)獨(dú)立部分獨(dú)立化，將其區(qū)域劃分，不同部分其對于電流的要求與負(fù)荷不同，在檢查難度上，相對降低。

3.2交流串入及耦合電容對直流系統(tǒng)的影響

在電廠、變電站現(xiàn)場處理直流回路外，還存在著大量而廣泛的交流回路，例如照明及墻壁電源、低壓電動機(jī)交流控制以及電流互感器二次回路等。由于它們的一端是連接大地的，這些回路與直流回路串電時，不僅導(dǎo)致直流系統(tǒng)接地，甚至引起保護(hù)及自動裝置的誤動作。例如某電廠7號機(jī)組PCA段進(jìn)線等三個進(jìn)線開關(guān)跳閘，跳閘前DCS系統(tǒng)檢測到直流負(fù)母線發(fā)生過接地故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)某端子箱內(nèi)交、直流相鄰端子有短接燒黑痕跡，確定因此發(fā)生了220V交流電串入直流負(fù)端。直流負(fù)端串入交流電壓后，DIC對DI的電位某些時刻超過動作電壓值，同時因為DI端存在的耦合電容導(dǎo)致DI端的電位不能發(fā)生突變（電容特性），導(dǎo)致DI的兩端存在大于動作值的電位差，測控裝置檢測到DI動作，開關(guān)發(fā)生跳閘。

4直流系統(tǒng)故障解決對策

第一，對于運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、環(huán)境惡劣的場所的直流電纜，在設(shè)計、建設(shè)施工期間的電纜選型應(yīng)考慮足夠的備用芯，檢修維護(hù)人員可利用設(shè)備停修的機(jī)會，對直流回路進(jìn)行絕緣測試并做好記錄，并進(jìn)行劣化分析。對于絕緣水平低，會出現(xiàn)接地芯線時可及時更換。當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)接地故障時，雖不至引起危害，但必須及時消除，以免發(fā)生兩點(diǎn)接地給系統(tǒng)造成影響。第二，為了避免交流串入直流的影響，應(yīng)在端子箱或屏柜端子處將交流端子做明顯的標(biāo)識，并與直流端子以明顯距離隔開。同時直流回路繼電器與交流繼電器、接觸器等設(shè)備保持相當(dāng)?shù)木嚯x，以免交流回路的電壓切換中產(chǎn)生電弧將交流電壓引入直流回路。為避免直流長線路耦合電容的影響，可在控制回路，特別是跳合閘出口回路加裝大功率的重動繼電器。第三，對于設(shè)備數(shù)量多、回路復(fù)雜的發(fā)電廠直流系統(tǒng)，由于輸煤、除灰水等輔助系統(tǒng)的工況和環(huán)境惡略，建議將這些輔助系統(tǒng)的直流電源與主系統(tǒng)的直流電源分開布置，以提高主系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。第四，加強(qiáng)直流系統(tǒng)之間的獨(dú)立性。無論是隱性直流系統(tǒng)串電還是顯性直流系統(tǒng)串電，其最終都會使得電路發(fā)生故障，影響運(yùn)行。在部分發(fā)電廠進(jìn)行斷路器系統(tǒng)調(diào)試時，會將其直流選線裝置進(jìn)行調(diào)整們將其設(shè)定為能夠控制兩回路的兩路電源，一旦其中斷開任意一個回路，間歇性的故障都能夠及時的排除，但是斷開后的回路其也會斷電，從而使得回路中部分設(shè)置失效。因此，在當(dāng)前的直流系統(tǒng)調(diào)試中，會設(shè)置二級管隔離間接構(gòu)成回路，來對其進(jìn)行隱性直流系統(tǒng)串電事故進(jìn)行確認(rèn)和排除，避免其長時間存在影響發(fā)電廠運(yùn)行的可靠性。

5結(jié)語

總之，為了確保供電系統(tǒng)可以安全無誤的運(yùn)行，必須時刻保持電廠直流電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。對于直流接地故障的排除，應(yīng)運(yùn)用合理的查找故障技巧，及時查明接地故障的產(chǎn)生原因，從而有效地排除接地故障點(diǎn)，確保電廠發(fā)電系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

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