直流系統的運行維護

郭旭敏

（汕頭供電局，廣東 汕頭515041）

直流系統是為信號設備、保護電路、自動裝置、事故照明、應急電源及斷路器分、合閘操作提供直流的電源設備，它在變電站中已得到廣泛應用。直流系統是一個獨立的電源，它不受系統運行方式的影響，同時在外部交流電中斷的情況下，能保證由后備電源——蓄電池組繼續提供直流電源［1］。由于直流輸出電壓穩定，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，則當系統發生短路故障時，電壓會因短路而降低，繼而使二次控制電壓降低，嚴重時會因電壓低導致斷路器拒分。因此，直流系統是變電站的重要運行設備，其運行的可靠與否直接影響變電站的安全運行，故需不斷加強日常檢查、維護，確保其安全、可靠運行。

1 直流系統的運行監視

為確保直流系統可靠運行，變電站運行人員須對直流系統的絕緣狀態、電壓及電流、信號報警、自動裝置、直流斷路器及熔斷器等加強監視。運行中的直流母線對地電阻值應不小于10 MΩ，運行人員應每日檢查正、負母線對地電阻值，如出現接地現象，應立即查找接地點，并對其進行處理；針對電壓及電流的監視，主要是監視交流輸入電壓值、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；每日檢查直流系統的各種信號燈、報警裝置；檢查自動調壓裝置、微機監控裝置工作狀態是否正常；運行人員還要對直流斷路器及熔斷器的運行狀態進行監視，當發現直流斷路器動作或熔斷器熔斷的告警信號時，應迅速查找故障原因，并進行處理和恢復運行［2］。

2 直流系統的巡視

2.1 直流系統的日常巡視

直流系統的日常巡視內容主要是：蓄電池室的通風、照明及消防設備的完好情況，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，監控裝置顯示正確，各種信號燈、報警裝置正常，運行聲音無異常；直流控制母線、動力母線電壓值、浮充電流值正常；直流系統的絕緣狀況良好；各支路的運行監視信號完好、指示正常，熔斷器無熔斷，自動空氣開關位置正確。

2.2 直流系統的特殊巡視

直流系統的特殊巡視主要包括：新安裝、檢修、改造后的直流系統投運等，應進行特殊巡視；蓄電池核對性充放電期間應進行特殊巡視；直流系統出現交、直流失壓、直流接地、熔斷器熔斷等異?，F象處理后，應進行特殊巡視；出現自動空氣開關脫扣、熔斷器熔斷等異常現象后，應巡視保護范圍內各直流回路元件有無過熱、損壞和明顯故障現象。

3 直流系統的異常處理

直流系統一般出現異常的情況主要有：

（1）直流模塊故障：①單個直流模塊無顯示或顯示異常等。當無顯示時可能是內部熔斷器熔斷，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行重啟，使其恢復正常；如模塊內部出現故障，則需將其退出運行，同時檢查其它模塊是否正常、過負載；②整套直流模塊發生故障時，將整套直流模塊退出運行，短時間可由蓄電池組帶直流負載，長時間則需由另一套直流模塊帶兩段直流負載運行。

（2）母線電壓異常：①母線電壓過高時，則降低浮充電流，使母線電壓恢復在正常值范圍內；母線電壓過低時，應檢查浮充電流是否正常，直流負載有無劇增，蓄電池組有無故障等；若直流負載突然增大，應檢查自動調壓裝置是否正常，如自動調壓裝置異常，應立即啟動手動調壓裝置，使母線電壓維持在正常值，同時退出自動調壓裝置，并通知檢修人員進行修復；②缺相應立即檢查電源是否正常，有無缺相情況或電源開關是否故障，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個別插件接觸不良，導致巡檢模塊無法采集接收故障插件對應的蓄電池電壓檢測值。此時，可將插排拔下重插，巡檢模塊則恢復正常；若仍無法恢復，則更換巡檢模塊；②蓄電池電壓檢測熔斷器熔斷。當蓄電池實測值正常，而檢測值為零時，應將蓄電池電壓檢測熔斷器拆下，使用萬用表進行檢測是否熔斷，如熔斷立即更換熔斷器，蓄電池電壓檢測值即可恢復；③當蓄電池實測值與檢測值均異常且數值相近或相等，則觀察蓄電池外殼是否出現鼓包、裂紋、漏液，蓄電池極板是否出現龜裂、彎曲、變形，如出現這些現象，應立即更換蓄電池。

4 直流系統接地故障的處理

4.1 直流接地的危害性

當直流系統發生一點接地時，如無產生短路電流，可繼續運行，但須立即查找接地點并盡快消除接地故障；否則當發生另一點接地時，就有可能引起信號裝置、繼電保護及自動裝置、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，使設備失去操作電源，引發電力系統嚴重故障乃至事故。因此，直流系統一旦發生一點接地，變電站必須加強在線監測，檢修人員須迅速查找并排除接地故障點，杜絕因直流系統接地而引起的系統故障。

4.2 直流接地的原因

直流系統整體負載大、線路多，是個長期供電系統，同時還受到外界環境的影響，如：霧、雨季節等。由于受到內外因素的影響，負載設備容易出現元件損壞、接線端子老化松動、電纜絕緣老化破損等問題，導致絕緣水平下降。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、設備因年久失修、嚴重老化出現缺陷等，導致絕緣不合格、絕緣性能下降等。

（3）二次回路及設備工作環境較潮濕或密封不良易進水等。

（4）人員誤碰、有小動物進入、金屬物件掉在元件上等。

（5）設備技術改造后沒用的直流電纜未采取相關措施進行處理或處理不合格等。

4.3 直流接地查找的方法

當發生直流接地時，首先初步分析接地原因，是由于天氣還是當天有人在工作，如兩者均不是則要根據現場實際情況確定接地范圍，對不重要或運行短時停電的支路可采用“瞬時停電法”查找；對重要負載須先分離環路供電回路，使用直流接地檢測儀器進行查找，順序為先查易發生接地支路，后查一般支路；先查戶外，后查戶內；先查不重要支路，后查重要支路；先查新投運設備，后查投運已久的設備。查找工作由兩人配合進行。

利用絕緣監控裝置，判斷正、負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。若負載不允許停電的先采用分離環路供電回路的方式，再使用直流接地檢測儀器進行查找，通過儀器確定接地支路后，對該支路上的可停電負載和分支路進行拆除或隔離。如查找出了接地點在某一具體回路后，應對其回路上所有設備、連接線逐步查找，直至查找出接地點。如負載回路查無接地點，則要對直流本體，包括蓄電池組、母線、充電設備及相關元件等進行仔細查找，直到找到接地點為止。下面就重點介紹絕緣監控裝置查找法和瞬時拉路法。

（1）絕緣監控裝置查找法

微機型絕緣監控裝置是直流系統實時在線監視的重要設備，此裝置能在實時監視顯示出直流系統的正常電壓，以及母線對地絕緣的信息狀況等［5］。在系統出現故障時，裝置系統處理器即刻對所有線路采集信息進行分析，以準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。絕緣監控裝置最大優點則能在不切斷直流負載支路下進行查詢，并不斷提高直流供電可靠性。這對于多點非金屬性接地十分有效，但對接地點存在多個金屬性接地時，則只能現查金屬接地支路。因為信號源發出信號預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

根據負載的重要程度，依次短時拉開直流屏所供各直流負載支路。當切除某一支路故障消失，說明故障就位于該支路。此刻可繼續運用拉路法，進行具體在那一條支路上的排查。拉路法逐步對各大支路進行逐步拉掉，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

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

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

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

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

［4］ 陳 韜，胡書琴.變電站直流系統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與檢修［J］.電機電器技術，2005，（05）：53－54，48.