廠直流系統的運行與故障處理策略探討

謝志敏

摘 要：隨著我國電力市場的不斷改革，水電廠也得到了快速的發展，現階段，電力工程建設也取得了良好的進步，直流系統作為水電廠重要組成部分，其安全運行成為人們關注的重點，在我國現階段，直流系統運行過程中還會出現一些故障，嚴重影響水電廠的正常運行。基于此，文章針對電廠直流系統的運行，分析其中存在的故障，并提出相關解決措施。

關鍵詞：電廠；直流系統；故障處理

中圖分類號：TM771 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）15-0104-01

直流系統作為水電廠的重要組成部分，對整個水電廠的正常運行都具有至關重要的作用，為通訊裝置及繼電保護裝置提供電源支持的關鍵就是直流電源系統，如果直流系統出現故障，就會嚴重影響電廠的正常運行。因此，本文針對直流系統的構成及運行方式，發現其中存在的故障，并提出解決措施，有效的促進電力行業的快速發展。

1 直流系統的構成

在我國現階段，高頻開關電源模塊得到了快速發展，已經逐漸替代了相控型充電裝置，其主要的特點就是故障率低、操作簡單，并且充電效率高，而且可以進行帶電插拔，方便檢查維修工作。直流系統主要是由蓄電池組、絕緣監測、降壓單元、直流饋電單元、監控單元和充電模塊等組合而成。完整的充電柜通常都是由多個高頻開關電源模塊組合而成，在正常情況下，單個充電模式故障不會對水電廠直流系統造成嚴重的影響，在出現故障時，可以使用備用充電機模塊代替存在故障的模塊，然后，可以將有故障的單獨模塊進行處理。因為隨著現階段電氣設備的不斷發展，其制造工藝也得到了提高，除了直流電動機負荷之外，通常出現沖擊負荷的情況很少。特別是在進行開關回路的控制過程中，儲能電機及分合閘線圈的電流非常小，在工作過程中幾乎對直流母線電壓沒有任何影響，因此，在新建水電廠中，極少設置合閘母線，通常只有直流控制母線，降壓單元基本已經不存在了，只有這樣，才能有效的保證電廠直流系統的安全運行。

2 直流系統運行方式及監視

2.1 運行方式

2.1.1 正常運行方式

各個直流系統都是通過充電器帶本單元的全部直流負荷，并且使用浮充電流給蓄電池進行充電，以保證蓄電池的電量。24 V直流系統主要負荷電力系統中計算機電源、繼電器、燃料調節閥及防火系統電磁閥電源。125 V直流系統主要負荷振動監視器、發電機滑油泵、滑油泵、逆變器、發電機開關控制、電壓調節器、施放繼電器及保護繼電器電源。220 V直流系統主要負荷信號、水泵房控制、油泵房、線路保護控制、母線保護、主變保護及機組控制保護電源。

2.1.2 直流系統的一般規定

單獨以蓄電池長時間供電是直流系統不允許的，因此，通常情況下充電器都是在浮充狀態下進行運行的。

2.2 運行監視

①在直流系統運行過程中工作人員應該對直流母線電壓進行監視，一般情況下直流系統的母線電壓在225 V，其波動范圍在±2.5%左右。②對電廠直流系統電阻進行定期檢查與測試，可以使用電壓表法和切換開關法進行檢查。③定期對直流系統中蓄電池進行充放電和維護檢查工作，并且做好相關記錄。④加強對充放電設備及其他設備檢查與維護工作，保證設備無異常。

3 直流系統故障的處理技術

3.1 直流母線電壓消失

故障的主要特征就是蓄電池不放電或者硅整流跳閘輸出電壓電流到零，所有控制開關的紅綠燈都滅，處理過程中應該拉開失壓直流母線全部刀閘及開關，檢查蓄電池及母線是否存在明顯故障特征，硅整流一次電源是否完整。如果母線運行正常，可以及時的轉換運行方式，恢復供電。如果母線出現故障，可以進行分段隔離處理措施，嚴重時應該停機處理，在運行過程中應該一次試送負荷，關注對母線電壓的監測。

3.2 直流系統接地

由于水電站直流系統查找接地點比較復雜、線路比較長和覆蓋面積比較大。在這一工作中使用絕緣監察裝置可以簡化操作方式。在檢查接地工作時，應該先啟動絕緣監察裝置，對各支路絕緣電阻進行測量，并且根據絕緣監察裝置對測量值進行分析，確定接地支路，然后使用瞬間停止的方式檢測其是否正確，確定后進行檢查與維護。如果絕緣監察裝置出現故障，處理方式就比較復雜，首先，根據回路是否正常工作、天氣原因或者以往經驗等判斷出正確的接地支路，并且使用逐一瞬停方式進行檢測。逐一瞬停方式并不能檢查出多點接地的實際情況，并且蓄電池接地、硅整流器接地及絕緣監察裝置接地等都檢查不出來。所以，如果支路沒有接地點的出現，應該停止絕緣監察裝置工作，并且將正常工作的硅整流器轉換為備用硅整流器，判斷接地的實際狀況。如果上述情況都已經排除在外，就可以判斷為是直流母線接地，無法排除時可以申請停機處理。

值得關注的是，當直流系統出現接地時，在二次回路上嚴禁作業，在處理過程中不應該出現另一點接地及直流短路；在拉合直流電源之前應該采用關鍵措施，有效的避免直流失電引起的自動、保護裝置誤動；在進行拉合支路電源直流保險時應該向中調部進行匯報，在拉開后無論是否支路接地都應該及時的合上，時間通常不能超過10 s。

3.3 直流母線電壓過高（或過低）

如果要將硅整流自動誤切換為均充狀態，則是由充電電流較大而引起的，可以及時的通過手動方式將其轉換為浮充狀態；如果硅整流出現故障，應該將其轉換為備用運行。交流電源出現故障時也可能引起硅整流二次電壓出現故障，應該檢查硅整流保險及一次電源是否正常，如果保險出現損壞，及時更換保險后可以重新運行。如果是直流系統出現故障而引起充電設備失去電源出現跳閘，導致蓄電池放電過多，嚴重降低電壓，應該及時恢復硅整流的正常運行。

3.4 蓄電池組著火處理

①當蓄電池著火后處于單充狀態，應該關閉開關，停止充電器的正常運行。②當蓄電池著火后處于浮充狀態時，應該將開關由“池聯”位置切至“母聯”將另一組蓄電池轉化為浮充運行。③使用干粉或者滅火器進行滅火。④在滅火過程中應該佩戴防毒面具，注意安全。

4 查找接地故障時的注意事項

①在直流電源瞬間停止時，應該經過調度部門的同意，停止時間不能超過3 s，動作應該敏捷，防止失去帶有重合閘電源及保護電源的時間過長。②為了防止判斷失誤，在觀察接地現象是否存在時，應該從絕緣監察表計、光字牌及信號的實際指示情況進行綜合判斷。③盡可能的避免在高峰負荷時查找接地故障。④避免出現因為人為因素導致誤跳閘或者短路情況的出現。⑤按照設計圖紙進行工作，避免端子線頭的拆除錯誤，有效的防止接線恢復時出現接錯或者遺留情況；所拆除的線頭應該做好相關標記和記錄。⑥采用儀表進行檢查過程中，儀表內阻不應該小于2 000 Ω。⑦在查找故障的過程中，應該由兩人及以上進行，防止出現人身觸電情況的發生，并且好做安全防護工作。⑧防止誤操作的情況出現，必要時應該切斷電源，解除誤操作，保證電源正常后才能使用。

5 結 語

現階段，直流系統得到了廣泛的應用，為各種重要設備提供電源，因此，直流系統的可靠性及安全性是非常重要。供電是否安全對整個水電廠的發展具有非常重要的意義，是水電廠正常運行及安全運行的基礎及關鍵，因此，為了有效的解決水電廠直流系統出現的故障，并提出相關的解決措施，保證電廠的正常運行，促進電力系統的穩定發展。

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