110kV變電站直流系統運行與維護分析

秦元鈺

摘 要：本文首先闡述了110kV變電站直流系統的異常情況及處理，接著探討了對110kV變電站直流系統接地故障的分析及維護，以期對直流系統的可靠性的提高有一定的幫助。

關鍵詞：110kV變電站；直流系統；運行維護

變電站直流系統，在變電站中為控制、信號、繼電保護、自動裝置及事故照明等提供可靠的直流電源，還為操作提供可靠操作電源。直流系統可靠與否，對變電站安全運行起著至關重要的作用，是變電站安全運行的保證。

一、110kV變電站直流系統的異常情況及處理

1.直流模塊故障

首先是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保險熔斷，處理方法是對其拆開檢查，如果保險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。其次是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

首先是當母線電壓過高時，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。其次是缺相，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

首先是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。其次是蓄電池電壓檢測保險熔斷，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。還有就是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。

二、110kV變電站直流系統接地故障的分析及維護

1.分析直流接地的危害性

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，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。

2.分析采取直流接地方式的原因

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。

3.對直流接地應當采取的查找方法

當發生直流接地時，應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，順序一般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。

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3S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。

5.查找的維護方式

利用絕緣監控裝置，判斷正、負極何極接地及接地的程度。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在直流系統實時在線監視的重要設備，此裝置能在實時監視時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。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在于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，說明該故障就位于該支路。此刻可繼續運用拉路法，進行具體在那一條支路上的排查。拉路法可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。

三、結語

目前我國的直流系統運行維護的可靠性并不高，而直流系統卻是110kV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，確保其能夠安全、可靠地運行下去。

參考文獻：

[1]顧寧.淺談變電站直流系統優化[J].廣東科技，2010，10.

（作者單位：內蒙古錫林郭勒電業局正藍旗供電分局）